Mixotrophy drives niche expansion of verrucomicrobial methanotrophs
Notice bibliographique
Résumé
Aerobic methanotrophic bacteria have evolved a specialist lifestyle dependent on consumption of methane and other short-chain carbon compounds. However, their apparent substrate specialism runs contrary to the high relative abundance of these microorganisms in dynamic environments, where the availability of methane and oxygen fluctuates. In this work, we provide in situ and ex situ evidence that verrucomicrobial methanotrophs are mixotrophs. Verrucomicrobia-dominated soil communities from an acidic geothermal field in Rotokawa, New Zealand rapidly oxidised methane and hydrogen simultaneously. We isolated and characterised a verrucomicrobial strain from these soils, Methylacidiphilum sp. RTK17.1, and showed that it constitutively oxidises molecular hydrogen. Genomic analysis confirmed that this strain encoded two [NiFe]-hydrogenases (group 1d and 3b), and biochemical assays revealed that it used hydrogen as an electron donor for aerobic respiration and carbon fixation. While the strain could grow heterotrophically on methane or autotrophically on hydrogen, it grew optimally by combining these metabolic strategies. Hydrogen oxidation was particularly important for adaptation to methane and oxygen limitation. Complementary to recent findings of hydrogenotrophic growth by Methylacidiphilum fumariolicum SolV, our findings illustrate that verrucomicrobial methanotrophs have evolved to simultaneously utilise hydrogen and methane from geothermal sources to meet energy and carbon demands where nutrient flux is dynamic. This mixotrophic lifestyle is likely to have facilitated expansion of the niche space occupied by these microorganisms, allowing them to become dominant in geothermally influenced surface soils. Genes encoding putative oxygen-tolerant uptake [NiFe]-hydrogenases were identified in all publicly available methanotroph genomes, suggesting hydrogen oxidation is a general metabolic strategy in this guild.
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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 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».