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Nouvelle espèce de levure découverte en Patagonie

Des scientifiques ont identifié une nouvelle espèce de levure, Saccharomyces chiloensis, mettant en avant la diversité des levures.

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Les levures sont de petits organismes qui font partie d'un groupe plus large connu sous le nom de champignons. Elles jouent des rôles importants dans nos vies, surtout dans la boulangerie et la brasserie. L'un des grands débats parmi les scientifiques est de définir ce qu'est une espèce de levure, surtout avec des micro-organismes comme les champignons et les levures. C'est un défi parce que ces petits organismes ne suivent pas toujours les mêmes règles que les plantes et les animaux plus grands.

Ces dernières années, les scientifiques ont fait de grands progrès en utilisant des outils avancés pour identifier différentes espèces de levures. En examinant de près l'ADN de ces levures, ils peuvent déterminer à quel point les différentes espèces sont apparentées. Cela les aide à comprendre comment ces organismes évoluent et s'adaptent au fil du temps.

Découverte de nouvelles levures

Les chercheurs ont étudié le genre de levure Saccharomyces, qui comprend plusieurs espèces très importantes pour les humains. Ces levures sont couramment utilisées dans la production alimentaire et de boissons. Récemment, des scientifiques ont découvert deux nouvelles espèces appartenant à ce groupe : Saccharomyces eubayanus et Saccharomyces jurei.

S. eubayanus a été trouvé pour la première fois dans les forêts de Patagonie, une zone partagée par l'Amérique du Sud et certaines parties des îles du Pacifique sud. Cette région a un mélange unique de conditions environnementales qui ont façonné la diversité des espèces de levures présentes. En continuant leurs travaux, les scientifiques ont découvert qu'il y avait encore plus d'espèces non classées.

Dans une étude, les chercheurs ont échantillonné l'écorce d'arbres dans les forêts du sud du Chili, recherchant spécialement un type d'arbre connu sous le nom de Nothofagus dombeyi. Ils ont isolé plusieurs souches de levures de ces échantillons et trouvé une lignée qui était significativement différente des espèces connues. Cela a soulevé la possibilité qu'ils aient découvert une nouvelle espèce de levure.

Processus d'identification des levures

L'identification des levures commence souvent par une analyse génétique. Les chercheurs amplifient d'abord et séquencent une partie spécifique de l'ADN de la levure connue sous le nom d'espacer transcrit interne (ITS). Cette séquence aide à distinguer différents types de levures et peut montrer à quel point elles sont apparentées.

En plus de regarder l'ITS, les scientifiques examinent également d'autres marqueurs génétiques qui peuvent donner plus d'informations sur la levure. Pour cette étude, les chercheurs ont examiné la variation génétique présente dans plusieurs échantillons de levures provenant de différents lieux.

De plus, ils ont utilisé une méthode appelée séquençage de génome entier pour analyser l'ensemble du matériel génétique de ces levures. En comparant les informations génétiques de plusieurs souches, les scientifiques peuvent calculer à quel point les souches sont similaires ou différentes, en utilisant une mesure connue sous le nom d'identité nucléotidique moyenne (ANI). Si deux souches montrent une différence significative dans leur ANI, elles peuvent être classées comme des espèces distinctes.

Diversité génétique chez les levures

Les chercheurs ont trouvé une grande quantité de variation génétique parmi les souches de Saccharomyces isolées de la Patagonie côtière. Fait intéressant, ils ont découvert que certaines souches étaient étroitement liées à celles trouvées en Australie, en particulier la lignée connue sous le nom d'AUS. Cela a suggéré que ces deux groupes pourraient avoir une histoire évolutive partagée, possiblement à travers des migrations ou des mécanismes de dispersion passés.

L'analyse a montré que les levures de la Patagonie côtière avaient des caractéristiques génétiques distinctes par rapport à celles d'autres régions. Les différences génétiques indiquent que ces souches ont peut-être évolué séparément, probablement en raison d'événements géologiques et de changements climatiques passés.

Importance de l'isolement reproductif

En plus des différences génétiques, les chercheurs ont examiné comment ces levures interagissent entre elles. Un aspect clé pour définir une espèce est de savoir si différents groupes peuvent se reproduire ensemble. Si deux populations de levures ne peuvent pas produire de descendants viables lorsqu'elles s'accouplent, cela peut indiquer qu'elles sont des espèces différentes.

L'étude a impliqué des expériences de croisement entre différentes souches de levures pour tester la viabilité des spores. Il a été constaté que les croisements entre des représentants de la lignée nouvellement identifiée et des souches connues de S. uvarum produisaient une très faible viabilité des spores. Cette découverte a soutenu l'idée que la lignée nouvellement découverte représentait une espèce distincte, qu'ils ont proposé d'appeler Saccharomyces chiloensis.

Variants structurels et leur impact

En plus des différences génétiques, les chercheurs ont exploré la présence de variants structurels au sein des génomes de levures. Les variants structurels sont des changements plus importants dans la séquence d'ADN qui peuvent conduire à des différences significatives dans les traits. La présence de ces variants peut contribuer à l'isolement reproductif et à la divergence évolutive.

L'étude a identifié plusieurs changements structurels dans la lignée S. chiloensis par rapport à S. uvarum. Ces changements incluent de grands réarrangements chromosomiques, ce qui suggère que des adaptations à leurs environnements spécifiques ont eu lieu au fil du temps.

Comprendre ces variants structurels est crucial car ils peuvent affecter la façon dont les levures réagissent à différents environnements, y compris leur capacité à pousser sur diverses sources de carbone. Par exemple, la nouvelle espèce a montré des motifs de croissance différents par rapport à S. uvarum, indiquant une façon unique d'utiliser les nutriments disponibles.

Différences phénotypiques et adaptations

Les chercheurs ont évalué les caractéristiques physiques et biochimiques de la nouvelle espèce de levure. Ils ont testé comment les levures poussaient sous diverses conditions, comme différentes températures et sources de carbone. Ce travail a aidé à clarifier la diversité phénotypique parmi les souches de levures.

S. chiloensis a montré des différences dans la façon dont elle traitait les sucres par rapport à S. uvarum. Par exemple, elle a montré une tolérance plus faible pour certains types de sucres et avait une capacité réduite à pousser dans des environnements avec des concentrations d'éthanol plus élevées. Ces traits suggèrent que S. chiloensis s'est spécifiquement adaptée à son habitat naturel en Patagonie côtière, où les conditions diffèrent de celles d'autres régions.

Conclusion

La découverte de Saccharomyces chiloensis contribue à notre compréhension de la diversité et de l'évolution des levures. Elle souligne l'importance d'utiliser une combinaison d'analyses génétiques et d'évaluations phénotypiques pour identifier et classifier avec précision de nouvelles espèces.

Cette étude met en évidence comment les facteurs géologiques et climatiques ont influencé l'évolution des levures en Patagonie côtière. À mesure que nos connaissances sur ces organismes s'élargissent, cela ouvre de nouvelles possibilités de recherche en écologie et en biotechnologie, avec des applications potentielles dans divers secteurs.

L'exploration continue de la diversité des levures continue de révéler des aperçus fascinants sur la façon dont la vie s'adapte et évolue, et les découvertes de la Patagonie côtière reflètent la complexité et la richesse des écosystèmes de notre planète. Les scientifiques sont impatients d'explorer davantage les rôles écologiques de ces levures et leurs utilisations potentielles dans divers domaines, de la brasserie à la biotechnologie.

En conclusion, l'identification de S. chiloensis est un pas significatif dans la découverte de la diversité cachée des levures et souligne la nécessité de recherches continues dans ce domaine. À mesure que les scientifiques plongent plus profondément dans le monde des micro-organismes, ils sont promis à découvrir encore plus d'espèces uniques et à apprendre comment elles contribuent à l'équilibre de nos écosystèmes.

Source originale

Titre: An integrative taxonomy approach reveals Saccharomyces chiloensis sp. nov. as a newly discovered species from Coastal Patagonia

Résumé: Species delineation in microorganisms is challenging due to the limited markers available for accurate species assignment. Here, we applied an integrative taxonomy approach, combining extensive sampling, whole-genome sequence-based classification, phenotypic profiling, and assessment of interspecific reproductive isolation. Our work reveals the presence of a distinct Saccharomyces lineage in Nothofagus forests of coastal Patagonia. This lineage, designated Saccharomyces chiloensis sp. nov., exhibits 7% genetic divergence from its sister species S. uvarum, as revealed by whole-genome sequencing and population analyses. The South America-C (SA-C) coastal Patagonia population forms a unique clade closely related to a previously described divergent S. uvarum population from Oceania (AUS, found in Australia and New Zealand). Our species reclassification is supported by a low Ortho Average Nucleotide Identity (OANI) of 93% in SA-C and AUS relative to S. uvarum, which falls below the suggested species delineation threshold of 95%, indicating an independent evolutionary lineage. Hybrid spore viability assessment provided compelling evidence that SA-C and AUS are reproductively isolated from S. uvarum. In addition, we found unique structural variants between S. chiloensis sp. nov. lineages, including large-scale chromosomal translocations and inversions, together with a distinct phenotypic profile, emphasizing their intraspecies genetic distinctiveness. We suggest that S. chiloensis sp. nov diverged from S. uvarum in allopatry due to glaciation, followed by post-glacial dispersal, resulting in distinct lineages on opposite sides of the Pacific Ocean. The discovery of S. chiloensis sp. nov. illustrates the uniqueness of Patagonias coastal biodiversity and underscores the importance of adopting an integrative taxonomic approach in species delineation to unveil cryptic microbial species. The holotype of S. chiloensis sp. nov. is CBS 18620T.

Auteurs: Francisco Cubillos, T. A. Pena, P. Villarreal, N. Agier, M. D. Chiara, T. Barria, K. Urbina, C. A. Villarroel, A. R. O. Santos, C. A. Rosa, R. F. Nespolo, G. Liti, G. Fischer

Dernière mise à jour: 2024-07-10 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.29.591617

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.29.591617.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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