Of woods and webs: possible alternatives to the tree of life for studying genomic fluidity in E. coli
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: We introduce several forest-based and network-based methods for exploring microbial evolution, and apply them to the study of thousands of genes from 30 strains of E. coli. This case study illustrates how additional analyses could offer fast heuristic alternatives to standard tree of life (TOL) approaches. RESULTS: We use gene networks to identify genes with atypical modes of evolution, and genome networks to characterize the evolution of genetic partnerships between E. coli and mobile genetic elements. We develop a novel polychromatic quartet method to capture patterns of recombination within E. coli, to update the clanistic toolkit, and to search for the impact of lateral gene transfer and of pathogenicity on gene evolution in two large forests of trees bearing E. coli. We unravel high rates of lateral gene transfer involving E. coli (about 40% of the trees under study), and show that both core genes and shell genes of E. coli are affected by non-tree-like evolutionary processes. We show that pathogenic lifestyle impacted the structure of 30% of the gene trees, and that pathogenic strains are more likely to transfer genes with one another than with non-pathogenic strains. In addition, we propose five groups of genes as candidate mobile modules of pathogenicity. We also present strong evidence for recent lateral gene transfer between E. coli and mobile genetic elements. CONCLUSIONS: Depending on which evolutionary questions biologists want to address (i.e. the identification of modules, genetic partnerships, recombination, lateral gene transfer, or genes with atypical evolutionary modes, etc.), forest-based and network-based methods are preferable to the reconstruction of a single tree, because they provide insights and produce hypotheses about the dynamics of genome evolution, rather than the relative branching order of species and lineages. Such a methodological pluralism - the use of woods and webs - is to be encouraged to analyse the evolutionary processes at play in microbial evolution.This manuscript was reviewed by: Ford Doolittle, Tal Pupko, Richard Burian, James McInerney, Didier Raoult, and Yan Boucher.
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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 | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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 ».