Insights into the phylogeny and coding potential of microbial dark matter
Notice bibliographique
Résumé
Genome sequencing enhances our understanding of the biological world by providing blueprints for the evolutionary and functional diversity that shapes the biosphere. However, microbial genomes that are currently available are of limited phylogenetic breadth, owing to our historical inability to cultivate most microorganisms in the laboratory. We apply single-cell genomics to target and sequence 201 uncultivated archaeal and bacterial cells from nine diverse habitats belonging to 29 major mostly uncharted branches of the tree of life, so-called ‘microbial dark matter’. With this additional genomic information, we are able to resolve many intra- and inter-phylum-level relationships and to propose two new superphyla. We uncover unexpected metabolic features that extend our understanding of biology and challenge established boundaries between the three domains of life. These include a novel amino acid use for the opal stop codon, an archaeal-type purine synthesis in Bacteria and complete sigma factors in Archaea similar to those in Bacteria. The single-cell genomes also served to phylogenetically anchor up to 20% of metagenomic reads in some habitats, facilitating organism-level interpretation of ecosystem function. This study greatly expands the genomic representation of the tree of life and provides a systematic step towards a better understanding of biological evolution on our planet. Uncultivated archaeal and bacterial cells of major uncharted branches of the tree of life are targeted and sequenced using single-cell genomics; this enables resolution of many intra- and inter-phylum-level relationships, uncovers unexpected metabolic features that challenge established boundaries between the three domains of life, and leads to the proposal of two new superphyla. Currently available genome sequences give us a narrow view of the remarkable diversity of microorganisms because the vast majority of them have never been cultivated in pure culture. Here Tanja Woyke and colleagues use single-cell genomics to target and sequence 201 uncultivated archaeal and bacterial cells from nine diverse habitats. This information reveals numerous intra- and inter-phylum relationships and a number of unexpected metabolic features. On the basis of the new data the authors propose taxonomic revisions to the archaeal and bacterial domains, including a proposal to reorganizing the Archaea into three superphyla.
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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 | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».