Bashir, Alexandra Kristin and Wink, Lisa and Duller, Stefanie and Schwendner, Petra and Cockell, Charles and Rettberg, Petra and Mahnert, Alexander and Beblo-Vranesevic, Kristina and Bohmeier, Maria and Rabbow, Elke and Gaboyer, Frederic and Westall, Frances and Walter, Nicolas and Cabezas, Patricia and Garcia-Descalzo, Laura and Gomez, Felipe and Malki, Mustapha and Amils, Ricardo and Ehrenfreund, Pascale and Monaghan, Euan and Vannier, Pauline and Marteinsson, Viggo and Erlacher, Armin and Tanski, George and Strauss, Jens and Bashir, Mina and Riedo, Andreas and Moissl-Eichinger, Christine (2021) Taxonomic and functional analyses of intact microbial communities thriving in extreme, astrobiology-relevant, anoxic sites. Microbiome, 9 (1), p. 50. BioMed Central. doi: 10.1186/s40168-020-00989-5. ISSN 2049-2618.
PDF
- Published version
1MB |
Official URL: http://dx.doi.org/10.1186/s40168-020-00989-5
Abstract
Background: Extreme terrestrial, analogue environments are widely used models to study the limits of life and to infer habitability of extraterrestrial settings. In contrast to Earth’s ecosystems, potential extraterrestrial biotopes are usually characterized by a lack of oxygen. Methods: In the MASE project (Mars Analogues for Space Exploration), we selected representative anoxic analogue environments (permafrost, salt-mine, acidic lake and river, sulfur springs) for the comprehensive analysis of their microbial communities. We assessed the microbiome profile of intact cells by propidium monoazide-based amplicon and shotgun metagenome sequencing, supplemented with an extensive cultivation effort. Results: The information retrieved from microbiome analyses on the intact microbial community thriving in the MASE sites, together with the isolation of 31 model microorganisms and successful binning of 15 high-quality genomes allowed us to observe principle pathways, which pinpoint specific microbial functions in the MASE sites compared to moderate environments. The microorganisms were characterized by an impressive machinery to withstand physical and chemical pressures. All levels of our analyses revealed the strong and omnipresent dependency of the microbial communities on complex organic matter. Moreover, we identified an extremotolerant cosmopolitan group of 34 poly-extremophiles thriving in all sites. Conclusions: Our results reveal the presence of a core microbiome and microbial taxonomic similarities between saline and acidic anoxic environments. Our work further emphasizes the importance of the environmental, terrestrial parameters for the functionality of a microbial community, but also reveals a high proportion of living microorganisms in extreme environments with a high adaptation potential within habitability borders.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/141134/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Additional Information: | This work was supported by European Community’s Seventh Framework Program (FP7/2007-2013) [grant agreement n° 607297]. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Taxonomic and functional analyses of intact microbial communities thriving in extreme, astrobiology-relevant, anoxic sites | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Date: | 18 February 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Microbiome | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1186/s40168-020-00989-5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | p. 50 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | BioMed Central | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2049-2618 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Extreme environments, Microbiomes, Archaea, Bacteria, Propidium monoazide, Astrobiology, Spaceanalogue, Extremophiles, Extraterrestrial life, Metagenomics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R FR - Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Project ISS LIFE 2.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Aerospace Medicine > Radiation Biology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Kopp, Kerstin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 12 Mar 2021 10:29 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 20 Jun 2021 15:54 |
Repository Staff Only: item control page