Reducing the genetic code induces massive rearrangement of the proteome
Notice bibliographique
Résumé
Expanding the genetic code is an important aim of synthetic biology, but some organisms developed naturally expanded genetic codes long ago over the course of evolution. Less than 1% of all sequenced genomes encode an operon that reassigns the stop codon UAG to pyrrolysine (Pyl), a genetic code variant that results from the biosynthesis of Pyl-tRNA(Pyl). To understand the selective advantage of genetically encoding more than 20 amino acids, we constructed a markerless tRNA(Pyl) deletion strain of Methanosarcina acetivorans (ΔpylT) that cannot decode UAG as Pyl or grow on trimethylamine. Phenotypic defects in the ΔpylT strain were evident in minimal medium containing methanol. Proteomic analyses of wild type (WT) M. acetivorans and ΔpylT cells identified 841 proteins from >7,000 significant peptides detected by MS/MS. Protein production from UAG-containing mRNAs was verified for 19 proteins. Translation of UAG codons was verified by MS/MS for eight proteins, including identification of a Pyl residue in PylB, which catalyzes the first step of Pyl biosynthesis. Deletion of tRNA(Pyl) globally altered the proteome, leading to >300 differentially abundant proteins. Reduction of the genetic code from 21 to 20 amino acids led to significant down-regulation in translation initiation factors, amino acid metabolism, and methanogenesis from methanol, which was offset by a compensatory (100-fold) up-regulation in dimethyl sulfide metabolic enzymes. The data show how a natural proteome adapts to genetic code reduction and indicate that the selective value of an expanded genetic code is related to carbon source range and metabolic efficiency.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».