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© Mart Krupovic, Junfeng Liu
Scanning electron micrograph of Saccharolobus islandicus cells (light blue) infected with the lemon-shaped virus STSV2 (yellow). Artistic rendering by Ala Krupovic.
Publication : Nature Microbiology

A predicted CRISPR-mediated symbiosis between uncultivated archaea

Domaines Scientifiques
Maladies
Organismes
Applications
Technique

Publié sur Nature Microbiology - 01 sept. 2023

Esser SP, Rahlff J, Zhao W, Predl M, Plewka J, Sures K, Wimmer F, Lee J, Adam PS, McGonigle J, Turzynski V, Banas I, Schwank K, Krupovic M, Bornemann TLV, Figueroa-Gonzalez PA, Jarett J, Rattei T, Amano Y, Blaby IK, Cheng JF, Brazelton WJ, Beisel CL, Woyke T, Zhang Y, Probst AJ

Lien vers Pubmed [PMID] – 37500801

Lien DOI – 10.1038/s41564-023-01439-2

Nat Microbiol 2023 Sep; 8(9): 1619-1633

CRISPR-Cas systems defend prokaryotic cells from invasive DNA of viruses, plasmids and other mobile genetic elements. Here, we show using metagenomics, metatranscriptomics and single-cell genomics that CRISPR systems of widespread, uncultivated archaea can also target chromosomal DNA of archaeal episymbionts of the DPANN superphylum. Using meta-omics datasets from Crystal Geyser and Horonobe Underground Research Laboratory, we find that CRISPR spacers of the hosts Candidatus Altiarchaeum crystalense and Ca. A. horonobense, respectively, match putative essential genes in their episymbionts’ genomes of the genus Ca. Huberiarchaeum and that some of these spacers are expressed in situ. Metabolic interaction modelling also reveals complementation between host-episymbiont systems, on the basis of which we propose that episymbionts are either parasitic or mutualistic depending on the genotype of the host. By expanding our analysis to 7,012 archaeal genomes, we suggest that CRISPR-Cas targeting of genomes associated with symbiotic archaea evolved independently in various archaeal lineages.