An interspecies malate–pyruvate shuttle reconciles redox imbalance in an anaerobic microbial community
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Microbes in ecosystems often develop coordinated metabolic interactions. Therefore, understanding metabolic interdependencies between microbes is critical to deciphering ecosystem function. In this study, we sought to deconstruct metabolic interdependencies in organohalide-respiring consortium ACT-3 containing Dehalobacter restrictus using a combination of metabolic modeling and experimental validation. D. restrictus possesses a complete set of genes for amino acid biosynthesis yet when grown in isolation requires amino acid supplementation. We reconciled this discrepancy using flux balance analysis considering cofactor availability, enzyme promiscuity, and shared protein expression patterns for several D. restrictus strains. Experimentally, 13C incorporation assays, growth assays, and metabolite analysis of D. restrictus strain PER-K23 cultures were performed to validate the model predictions. The model resolved that the amino acid dependency of D. restrictus resulted from restricted NADPH regeneration and predicted that malate supplementation would replenish intracellular NADPH. Interestingly, we observed unexpected export of pyruvate and glutamate in parallel to malate consumption in strain PER-K23 cultures. Further experimental analysis using the ACT-3 transfer cultures suggested the occurrence of an interspecies malate–pyruvate shuttle reconciling a redox imbalance, reminiscent of the mitochondrial malate shunt pathway in eukaryotic cells. Altogether, this study suggests that redox imbalance and metabolic complementarity are important driving forces for metabolite exchange in anaerobic microbial communities.
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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 | 0,001 | 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)
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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 ».