게놈 함량은 종속영양세균의 탄소 이화작용 선호도를 예측합니다.

자연 미생물학(2023)이 기사 인용

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측정항목 세부정보

종속 영양 박테리아(유기 탄소원을 활용하는 박테리아)는 환경에 따라 분류학적으로나 기능적으로 다양합니다. 종속영양생물의 잠재적인 탄소 및 에너지원 역할을 할 수 있는 대사산물의 수가 많기 때문에 미생물 군집 내의 대사 상호작용과 틈새를 지도화하는 것은 어렵습니다. 소수의 단순화된 대사 범주와 같은 일반 원리를 사용하여 대사 틈새를 이해할 수 있는지 여부는 불분명합니다. 여기서 우리는 성장률, 지연 시간 및 수율을 결정하기 위해 135개의 탄소 기질 중 하나를 포함하는 배지에서 배양된 186개의 해양 종속 영양 세균 균주에 대한 높은 처리량의 대사 프로파일링을 수행합니다. 우리는 분류학의 모든 수준에서 높은 가변성에도 불구하고 종속영양세균의 이화작용 틈새가 해당과정(당) 또는 포도당 생성(아미노산 및 유기산) 탄소원에 대한 선호도 측면에서 이해될 수 있음을 보여줍니다. 이러한 선호는 탄소 활용의 두 가지 모드에 적용되는 경로에서 발견된 유전자의 총 수에 의해 암호화되며 유전자 수를 기반으로 한 간단한 선형 모델을 사용하여 예측할 수 있습니다. 이는 널리 퍼져 있는 탄소 이화작용 방식의 측면에서 미생물 군집을 대략적으로 설명할 수 있게 해줍니다. 당산 선호도는 게놈 GC 함량과도 연관되어 있으며 따라서 암호화된 프로테옴의 탄소-질소 요구량과도 연관되어 있습니다. 우리의 연구는 박테리아 게놈의 진화가 신진대사에 뿌리를 둔 근본적인 제약에 의해 어떻게 구성되는지를 보여줍니다.

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모든 성장 및 게놈 데이터는 https://doi.org/10.17632/xfh8t8568g.1에서 확인할 수 있습니다. 모든 분리물은 요청 시 MG(유럽) 또는 OXC(미국)에서 구할 수 있습니다. 모든 게놈 어셈블리는 BioProjects PRJNA319196 및 PRJNA478695에서 사용할 수 있습니다. 단, 균주 1A06(PRJNA318805), 12B01(PRJNA13568), 13B01(PRJNA318805), DSS-3(BioSample SAMN02604003) 및 AS40, AS56은 예외입니다. , AS88 및 AS94(PRJNA996876 ). 이 문서에는 원본 데이터가 제공됩니다.

그림을 재현하는 데 필요한 모든 코드는 https://doi.org/10.17632/xfh8t8568g.1에서 확인할 수 있습니다.

Huttenhower, C. et al. 건강한 인간 미생물군집의 구조, 기능 및 다양성. 자연 486, 207–214 (2012).

기사 CAS Google 학술검색

톰슨, LR 외. 공동 카탈로그는 지구의 다양한 규모의 미생물 다양성을 보여줍니다. 자연 551, 457–463 (2017).

기사 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Sunagawa, S.et al. 전 세계 해양 미생물군집의 구조와 기능. 과학 348, 1261359(2015).

기사 PubMed Google 학술검색

Pontrelli, S.et al. 대사 교차 공급은 다당류 분해 공동체의 집합을 구조화합니다. 과학. 고급 8, eabk3076(2022).

기사 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gralka, M., Szabo, R., Stocker, R. & Cordero, OX 영양 상호 작용 및 미생물 군집 조립의 동인. 현재 Biol. 30, R1176–R1188(2020).

기사 CAS PubMed Google 학술검색

Pollak, S. et al. 천연 박테리오플랑크톤 공동체의 공익 이용. 과학. 고급 7, eabi4717(2021).

2 (vertical line) corresponds to a significant correlation at the 5% level, Bonferroni corrected for multiple testing. b, The square symbols correspond to the squares in Fig. 1d. These are exceptions to the median metabolic preference per order, such as the acid-specialist Tenacibaculum genus in the Flavobacteriales, which includes fish pathogens60. Conversely, the orders Pseudomonadales and Rhodobacterales (commonly thought to specialize in simple substrates13) tended to prefer acids (SAP < 0), but we also found the sugar-specialist Pseudomonadales genus Saccharophagus, which are known sugar degraders61. The Flavobacteriales and Pseudomonadales strains with atypical phenotypes for their taxonomy tended to have fewer/more CAZymes than their close relatives, respectively. Small points correspond to individual isolates, large points with error bars indicate the mean ± s.d. for each order (a,c, n = 28 (Pseudomonadales), 34 (Rhodobacterales), 20 (Vibrionales), 58 (Alteromonadales), 32 (Flavobacteriales)) or SAP bin (b,d, total number of strains n = 182)./p>

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