Genomic evidence for the widespread presence of GH45 cellulases among soil invertebrates

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Hannah Muelbaier - , Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG) (Autor:in)
  • Freya Arthen - , Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG) (Autor:in)
  • Gemma Collins - , LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG), Manaaki Whenua - Landcare Research (Autor:in)
  • Thomas Hickler - , Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum , Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main (Autor:in)
  • Karin Hohberg - , Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz (Autor:in)
  • Ricarda Lehmitz - , LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG), Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz (Autor:in)
  • Yannick Pauchet - , Max Planck Institute for Chemical Ecology (Autor:in)
  • Markus Pfenninger - , LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG), Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum , Johannes Gutenberg-Universität Mainz (Autor:in)
  • Anton Potapov - , Professur für Funktionelle Bodenbiodiversitätsforschung (gB/SMNG), Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz, Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig (Autor:in)
  • Juliane Romahn - , LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG), Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum , Justus-Liebig-Universität Gießen (Autor:in)
  • Ina Schaefer - , LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG), Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum , Georg-August-Universität Göttingen (Autor:in)
  • Stefan Scheu - , Georg-August-Universität Göttingen (Autor:in)
  • Clément Schneider - , LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG), Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz (Autor:in)
  • Ingo Ebersberger - , Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG), Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum (Autor:in)
  • Miklós Bálint - , LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG), Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum , Justus-Liebig-Universität Gießen (Autor:in)

Abstract

Lignocellulose is a major component of vascular plant biomass. Its decomposition is crucial for the terrestrial carbon cycle. Microorganisms are considered primary decomposers, but evidence increases that some invertebrates may also decompose lignocellulose. We investigated the taxonomic distribution and evolutionary origins of GH45 hydrolases, important enzymes for the decomposition of cellulose and hemicellulose, in a collection of soil invertebrate genomes. We found that these genes are common in springtails and oribatid mites. Phylogenetic analysis revealed that cellulase genes were acquired early in the evolutionary history of these groups. Domain architectures and predicted 3D enzyme structures indicate that these cellulases are functional. Patterns of presence and absence of these genes across different lineages prompt further investigation into their evolutionary and ecological benefits. The ubiquity of cellulase genes suggests that soil invertebrates may play a role in lignocellulose decomposition, independently or in synergy with microorganisms. Understanding the ecological and evolutionary implications might be crucial for understanding soil food webs and the carbon cycle.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummere17351
Seitenumfang12
FachzeitschriftMolecular ecology
Jahrgang33
Ausgabenummer20
PublikationsstatusVeröffentlicht - Okt. 2024
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 38712904

Schlagworte

Schlagwörter

  • arthropods, comparative genomics, decomposition, global change, horizontal gene transfer