Are Protein Domains Modules of Lateral Genetic Transfer?
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: In prokaryotes and some eukaryotes, genetic material can be transferred laterally among unrelated lineages and recombined into new host genomes, providing metabolic and physiological novelty. Although the process is usually framed in terms of gene sharing (e.g. lateral gene transfer, LGT), there is little reason to imagine that the units of transfer and recombination correspond to entire, intact genes. Proteins often consist of one or more spatially compact structural regions (domains) which may fold autonomously and which, singly or in combination, confer the protein's specific functions. As LGT is frequent in strongly selective environments and natural selection is based on function, we hypothesized that domains might also serve as modules of genetic transfer, i.e. that regions of DNA that are transferred and recombined between lineages might encode intact structural domains of proteins. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: We selected 1,462 orthologous gene sets representing 144 prokaryotic genomes, and applied a rigorous two-stage approach to identify recombination breakpoints within these sequences. Recombination breakpoints are very significantly over-represented in gene sets within which protein domain-encoding regions have been annotated. Within these gene sets, breakpoints significantly avoid the domain-encoding regions (domons), except where these regions constitute most of the sequence length. Recombination breakpoints that fall within longer domons are distributed uniformly at random, but those that fall within shorter domons may show a slight tendency to avoid the domon midpoint. As we find no evidence for differential selection against nucleotide substitutions following the recombination event, any bias against disruption of domains must be a consequence of the recombination event per se. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: This is the first systematic study relating the units of LGT to structural features at the protein level. Many genes have been interrupted by recombination following inter-lineage genetic transfer, during which the regions within these genes that encode protein domains have not been preferentially preserved intact. Protein domains are units of function, but domons are not modules of transfer and recombination. Our results demonstrate that LGT can remodel even the most functionally conservative modules within genomes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».