Testing the Infinitely Many Genes Model for the Evolution of the Bacterial Core Genome and Pangenome
Notice bibliographique
Résumé
When groups of related bacterial genomes are compared, the number of core genes found in all genomes is usually much less than the mean genome size, whereas the size of the pangenome (the set of genes found on at least one of the genomes) is much larger than the mean size of one genome. We analyze 172 complete genomes of Bacilli and compare the properties of the pangenomes and core genomes of monophyletic subsets taken from this group. We then assess the capabilities of several evolutionary models to predict these properties. The infinitely many genes (IMG) model is based on the assumption that each new gene can arise only once. The predictions of the model depend on the shape of the evolutionary tree that underlies the divergence of the genomes. We calculate results for coalescent trees, star trees, and arbitrary phylogenetic trees of predefined fixed branch length. On a star tree, the pangenome size increases linearly with the number of genomes, as has been suggested in some previous studies, whereas on a coalescent tree, it increases logarithmically. The coalescent tree gives a better fit to the data, for all the examples we consider. In some cases, a fixed phylogenetic tree proved better than the coalescent tree at reproducing structure in the gene frequency spectrum, but little improvement was gained in predictions of the core and pangenome sizes. Most of the data are well explained by a model with three classes of gene: an essential class that is found in all genomes, a slow class whose rate of origination and deletion is slow compared with the time of divergence of the genomes, and a fast class showing rapid origination and deletion. Although the majority of genes originating in a genome are in the fast class, these genes are not retained for long periods, and the majority of genes present in a genome are in the slow or essential classes. In general, we show that the IMG model is useful for comparison with experimental genome data both for species level and widely divergent taxonomic groups. Software implementing the described formulae is provided at http://github.com/rec3141/pangenome.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».