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Key gene networks that control magnetosome biomineralization in magnetotactic bacteria

National Science Review 2023年第1期10卷 166-177页

作者： Peiyu Liu Yue Zheng Rongrong Zhang Jinling Bai Kelei Zhu Karim Benzerara Nicolas Menguy Xiang Zhao Andrew P.Roberts Yongxin Pan Jinhua Li Key Laboratory of Earth and Planetary Physics Institute of Geology and GeophysicsInnovation Academy for Earth ScienceChinese Academy of Sciences Laboratory for Marine Geology Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory College of Earth and Planetary Sciences University of Chinese Academy of Sciences State Key Laboratory of Marine Environmental Science College of the Environment and Ecology Xiamen University Sorbonne Université UMR CNRS 7590MNHN IRD Institut de Minéralogie de Physique des Matériaux et de CosmochimieIMPMC Research School of Earth Sciences Australian National University

Magnetotactic bacteria(MTB) are a group of phylogenetically and morphologically diverse prokaryotes that have the capability of sensing Earth’s magnetic field via nanocrystals of magnetic iron minerals.These crystals are enclosed within intracellular membranes or organelles known as magnetosomes and enable a sensing function known as magnetotaxis.Although MTB were discovered over half a century ago,the study of the magnetosome biogenesis and organization remains limited to a few cultured MTB strains.Here,we present an integrative genomic and phenomic analysis to investigate the genetic basis of magnetosome biomineralization in both cultured and uncultured strains from phylogenetically diverse MTB groups.The magnetosome gene contents/networks of strains are correlated with magnetic particle morphology and chain configuration.We propose a general model for gene networks that control/regulate magnetosome biogenesis and chain assembly in MTB systems.

关键词： magnetotactic bacteria magnetosome biomineralization chain assembly gene networks integrative genomics and phenomics

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