Transcriptome and Proteome Dynamics of a Light-Dark Synchronized Bacterial Cell Cycle
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Growth of the ocean's most abundant primary producer, the cyanobacterium Prochlorococcus, is tightly synchronized to the natural 24-hour light-dark cycle. We sought to quantify the relationship between transcriptome and proteome dynamics that underlie this obligate photoautotroph's highly choreographed response to the daily oscillation in energy supply. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: Using RNA-sequencing transcriptomics and mass spectrometry-based quantitative proteomics, we measured timecourses of paired mRNA-protein abundances for 312 genes every 2 hours over a light-dark cycle. These temporal expression patterns reveal strong oscillations in transcript abundance that are broadly damped at the protein level, with mRNA levels varying on average 2.3 times more than the corresponding protein. The single strongest observed protein-level oscillation is in a ribonucleotide reductase, which may reflect a defense strategy against phage infection. The peak in abundance of most proteins also lags that of their transcript by 2-8 hours, and the two are completely antiphase for some genes. While abundant antisense RNA was detected, it apparently does not account for the observed divergences between expression levels. The redirection of flux through central carbon metabolism from daytime carbon fixation to nighttime respiration is associated with quite small changes in relative enzyme abundances. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: Our results indicate that expression responses to periodic stimuli that are common in natural ecosystems (such as the diel cycle) can diverge significantly between the mRNA and protein levels. Protein expression patterns that are distinct from those of cognate mRNA have implications for the interpretation of transcriptome and metatranscriptome data in terms of cellular metabolism and its biogeochemical impact.
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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 | 0,000 |
| 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 ».