Understanding the evolutionary relationships and major traits of Bacillus through comparative genomics
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The presence of Bacillus in very diverse environments reflects the versatile metabolic capabilities of a widely distributed genus. Traditional phylogenetic analysis based on limited gene sampling is not adequate for resolving the genus evolutionary relationships. By distinguishing between core and pan-genome, we determined the evolutionary and functional relationships of known Bacillus. RESULTS: Our analysis is based upon twenty complete and draft Bacillus genomes, including a newly sequenced Bacillus isolate from an aquatic environment that we report for the first time here. Using a core genome, we were able to determine the phylogeny of known Bacilli, including aquatic strains whose position in the phylogenetic tree could not be unambiguously determined in the past. Using the pan-genome from the sequenced Bacillus, we identified functional differences, such as carbohydrate utilization and genes involved in signal transduction, which distinguished the taxonomic groups. We also assessed the genetic architecture of the defining traits of Bacillus, such as sporulation and competence, and showed that less than one third of the B. subtilis genes are conserved across other Bacilli. Most variation was shown to occur in genes that are needed to respond to environmental cues, suggesting that Bacilli have genetically specialized to allow for the occupation of diverse habitats and niches. CONCLUSIONS: The aquatic Bacilli are defined here for the first time as a group through the phylogenetic analysis of 814 genes that comprise the core genome. Our data distinguished between genomic components, especially core vs. pan-genome to provide insight into phylogeny and function that would otherwise be difficult to achieve. A phylogeny may mask the diversity of functions, which we tried to uncover in our approach. The diversity of sporulation and competence genes across the Bacilli was unexpected based on previous studies of the B. subtilis model alone. The challenge of uncovering the novelties and variations among genes of the non-subtilis groups still remains. This task will be best accomplished by directing efforts toward understanding phylogenetic groups with similar ecological niches.
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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 | 0,001 |
| 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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».