Differentially expressed genes reveal adaptations between free-living and symbiotic niches of Vibrio fischeri in a fully established mutualism

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Abstract:

A major force driving in the innovation of mutualistic symbioses is the number of adaptations that both organisms must acquire to provide overall increased fitness for a successful partnership. Many of these symbioses are relatively dependent on the ability of the symbiont to locate a host (specificity), as well as provide some novel capability upon colonization. The mutualism between sepiolid squids and members of the Vibrionaceae is a unique system in which development of the symbiotic partnership has been studied in detail, but much remains unknown about the genetics of symbiont colonization and persistence within the host. Using a method that captures exclusively expressed transcripts in either free-living or host-associated strains of Vibrio fischeri, we identified and verified expression of genes differentially expressed in both states from two symbiotic strains of V. fischeri. These genes provide a glimpse into the microhabitat V. fischeri encounters in both free-living seawater and symbiotic host light organ-associated habitats, providing insight into the elements necessary for local adaptation and the evolution of host specificity in this unique mutualism.Key words: Vibrionaceae, gene expression, Sepiolidae, Euprymna, SCOTS.

La principale force motrice régissant les nouvelles symbioses est le nombre d'événements adaptatifs que les deux organismes doivent acquérir en vue d'une aptitude accrue à établir un partenariat fructueux. Plusieurs de ces symbioses sont relativement dépendantes de la capacité des symbiotes à s'établir dans un hôte (spécificité), et à lui fournir de nouvelles caractéristiques lors de la colonisation. Le mutualisme entre les pieuvres de l'ordre des Sépiolidées et les membres de la famille des Vibrionacées constitue un système unique dans lequel le développement du partenariat symbiotique a été étudié en détail, mais il reste encore beaucoup de zones inconnues quant à la génétique de la colonisation du symbiote et sa persistance dans l'hôte. Grâce à une méthode qui permet de détecter des transcrits exclusivement exprimés, soit dans des souches de Vibrio fischeri libres, soit associées à l'hôte, nous avons identifié et vérifié l'expression de gènes exprimés de façon différentielle dans les deux formes de souches symbiotiques de V. fischeri. Ces gènes donnent un aperçu du micro-habitat que V. fischeri rencontre en eau libre ou associé aux organes de l'hôte symbiotique, donnant une idée des éléments nécessaires à l'adaptation locale et à l'évolution de la spécificité pour l'hôte dans ce mutualisme unique.Mots clés : Vibrionacées, expression génique, Sépiolidées, Euprymna, SCOTS.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2006

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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