A seventh order of methanogens, the Methanomassiliicoccales, has been identified in diverse anaerobic environments including the gastrointestinal tracts (GIT) of humans and other animals and may contribute significantly to methane emission and global warming. Methanomassiliicoccales are phylogenetically distant from all other orders of methanogens and belong to a large evolutionary branch composed by lineages of non-methanogenic archaea such as Thermoplasmatales, the Deep Hydrothermal Vent Euryarchaeota-2 (DHVE-2, Aciduliprofundum boonei) and the Marine Group-II (MG-II). To better understand this new order and its relationship to other archaea, we manually curated and extensively compared the genome sequences of three Methanomassiliicoccales representatives derived from human GIT microbiota, “Candidatus Methanomethylophilus alvus", “Candidatus Methanomassiliicoccus intestinalis” and Methanomassiliicoccus luminyensis. Comparative analyses revealed atypical features, such as the scattering of the ribosomal RNA genes in the genome and the absence of eukaryotic-like histone gene otherwise present in most of Euryarchaeota genomes. Previously identified in Thermoplasmatales genomes, these features are presently extended to several completely sequenced genomes of this large evolutionary branch, including MG-II and DHVE2. The three Methanomassiliicoccales genomes share a unique composition of genes involved in energy conservation suggesting an original combination of two main energy conservation processes previously described in other methanogens. They also display substantial differences with each other, such as their codon usage, the nature and origin of their CRISPRs systems and the genes possibly involved in particular environmental adaptations. The genome of M. luminyensis encodes several features to thrive in soil and sediment conditions suggesting its larger environmental distribution than GIT. Conversely, “Ca. M. alvus” and “Ca. M. intestinalis” do not present these features and could be more restricted and specialized on GIT. Prediction of the amber codon usage, either as a termination signal of translation or coding for pyrrolysine revealed contrasted patterns among the three genomes and suggests a different handling of the Pyl-encoding capacity. This study represents the first insights into the genomic organization and metabolic traits of the seventh order of methanogens. It suggests contrasted evolutionary history among the three analyzed Methanomassiliicoccales representatives and provides information on conserved characteristics among the overall methanogens and among Thermoplasmata.

Abstract Tissue elongation and its control by spatiotemporal signals is a major developmental question. Currently, it is thought that Drosophila ovarian follicular epithelium elongation requires the planar polarization of the basal domain cytoskeleton and of the extra-cellular matrix, associated with a dynamic process of rotation around the anteroposterior axis. Here we show, by careful kinetic analysis of fat2 mutants, that neither basal planar polarization nor rotation is required during a first phase of follicle elongation. Conversely, a JAK-STAT signaling gradient from each follicle pole orients early elongation. JAK-STAT controls apical pulsatile contractions, and Myosin II activity inhibition affects both pulses and early elongation. Early elongation is associated with apical constriction at the poles and oriented cell rearrangements, but without any visible planar cell polarization of the apical domain. Thus, a morphogen gradient can trigger tissue elongation via a control of cell pulsing and without planar cell polarity requirement. Impact Statement Follicle elongation does not rely solely on the basal side of the cells but also requires a mechanism integrating a developmental cue with a morphogenetic process involving their apical domain.

Summary How extracellular matrix participates to tissue morphogenesis is still an open question. In the Drosophila ovarian follicle, it has been proposed that after Fat2-dependent planar polarization of the follicle cell basal domain, oriented basement membrane (BM) fibrils and F-actin stress fibers constrain follicle growth, promoting its axial elongation. However, the relationship between BM fibrils and stress fibers and their respective impact on elongation are unclear. We found that Dystroglycan (Dg) and Dystrophin (Dys) are involved in BM fibril deposition. Moreover, they orient stress fibers, by acting locally and in parallel to Fat2. Nonetheless, Dg-Dys complex-mediated cell autonomous control of F-actin fibers orientation relies on the previous BM fibril deposition, indicating two distinct but interdependent functions. Thus, the Dg-Dys complex works as a critical organizer of the epithelial basal domain, regulating both F-actin and BM. Furthermore, BM fibrils act as a persistent cue for the orientation of stress fibers that are the main effector of elongation.

ABSTRACT Cytokinesis physically separates daughter cells at the end of cell division. This step is particularly challenging for epithelial cells, which are connected to their neighbors and to the extracellular matrix by transmembrane protein complexes. To systematically evaluate the impact of the cell adhesion machinery on epithelial cytokinesis efficiency, we performed an RNAi-based modifier screen in the Drosophila follicular epithelium. Strikingly, this unveiled adhesion molecules and transmembrane receptors that facilitate cytokinesis completion. Among these is Dystroglycan, which connects the extracellular matrix to the cytoskeleton via Dystrophin. Live imaging revealed that Dystrophin and Dystroglycan become enriched in the ingressing membrane, below the cytokinetic ring, during and after ring constriction. Using multiple alleles, including Dystrophin isoform-specific mutants, we show that Dystrophin/Dystroglycan localization is linked with unanticipated roles in regulating cytokinetic ring contraction and in preventing membrane regression during the abscission period. Altogether, we provide evidence that, rather than opposing cytokinesis completion, the machinery involved in cell-cell and cell-matrix interactions has also evolved functions to ensure cytokinesis efficiency in epithelial tissues.