Time-Resolved Transposon Insertion Sequencing Reveals Genome-Wide Fitness Dynamics during Infection
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Transposon insertion sequencing (TIS) is a powerful high-throughput genetic technique that is transforming functional genomics in prokaryotes, because it enables genome-wide mapping of the determinants of fitness. However, current approaches for analyzing TIS data assume that selective pressures are constant over time and thus do not yield information regarding changes in the genetic requirements for growth in dynamic environments (e.g., during infection). Here, we describe structured analysis of TIS data collected as a time series, termed pattern analysis of conditional essentiality (PACE). From a temporal series of TIS data, PACE derives a quantitative assessment of each mutant’s fitness over the course of an experiment and identifies mutants with related fitness profiles. In so doing, PACE circumvents major limitations of existing methodologies, specifically the need for artificial effect size thresholds and enumeration of bacterial population expansion. We used PACE to analyze TIS samples of Edwardsiella piscicida (a fish pathogen) collected over a 2-week infection period from a natural host (the flatfish turbot). PACE uncovered more genes that affect E. piscicida ’s fitness in vivo than were detected using a cutoff at a terminal sampling point, and it identified subpopulations of mutants with distinct fitness profiles, one of which informed the design of new live vaccine candidates. Overall, PACE enables efficient mining of time series TIS data and enhances the power and sensitivity of TIS-based analyses. IMPORTANCE Transposon insertion sequencing (TIS) enables genome-wide mapping of the genetic determinants of fitness, typically based on observations at a single sampling point. Here, we move beyond analysis of endpoint TIS data to create a framework for analysis of time series TIS data, termed pattern analysis of conditional essentiality (PACE). We applied PACE to identify genes that contribute to colonization of a natural host by the fish pathogen Edwardsiella piscicida. PACE uncovered more genes that affect E. piscicida ’s fitness in vivo than were detected using a terminal sampling point, and its clustering of mutants with related fitness profiles informed design of new live vaccine candidates. PACE yields insights into patterns of fitness dynamics and circumvents major limitations of existing methodologies. Finally, the PACE method should be applicable to additional “omic” time series data, including screens based on clustered regularly interspaced short palindromic repeats with Cas9 (CRISPR/Cas9).
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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 | 0,000 | 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 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 ».