Subcuticular symbionts of intertidal brittle stars: diversity, host specificity, and functional potential
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Abstract Echinoderms, widely distributed and abundant marine invertebrates, host diverse microbial communities, including subcuticular symbiotic bacteria (SCB). However, the diversity and functional roles of these bacteria remain largely unexplored in intertidal brittle stars. Here, we utilized both culture-dependent and -independent methods to investigate SCBs in three different intertidal brittle star species. Amplicon sequencing revealed distinct subcuticular microbiota among the three brittle star species, with Endozoicomonadaceae dominating in Ophiarachnella gorgonia, Spirochaetota prevalent in O. exigua, and Entomoplasmatales enriched in O. japonicus. Fluorescence in situ hybridization further demonstrated that these bacteria formed microcolonies within the subcuticular space of the arms. We successfully isolated strain ToK13T, which possesses a nearly identical 16S rRNA gene sequence to that of the predominantly detected SCB. Sequence similarity analysis revealed that ToK13T exhibited 98.29%, 98.22%, and 98.16% 16S rRNA gene sequence identities to Kistimonas asteriae KMD 001T, K. scapharcae JCM 17805T, and K. alittae BGP-2T, respectively. This isolate is an obligate aerobic heterotroph i.e. capable of utilizing various monosaccharides. Genomic analysis identified genes associated with host interaction and symbiosis, including those involved in the biosynthesis of multiple vitamins, cofactors, and secondary metabolites with potential antimicrobial activity. Competition assays with co-cultured isolates revealed that strain ToK13T inhibits the growth of several bacterial taxa. Collectively, these findings suggest that host-specific SCBs may contribute to the survival strategies of brittle stars by mediating microbial interactions and potentially influencing host fitness.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Subcuticular symbionts of intertidal brittle stars: diversity, host specificity, and functional potential
- Date Crossref
- 01/01/2026
- Éditeur
- Oxford University Press (OUP)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Kyoto University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Hokkaido University of Science pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Hokkaido University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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National Institutes of Natural Sciences pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Graduate School of Agriculture Division of Applied Biosciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Bioproduction Research Institute Hokkaido Center pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institute for Extra-Cutting-Edge Science and Technology Avant-Garde Research (X-Star) pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Exploratory Research Center on Life and Living Systems (ExCELLS) Section for Exploration of Life in Extreme Environments pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Kyoto University, Hokkaido University of Science et National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, avec 7 autres affiliations.
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