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Enregistrement W2951367580 · doi:10.1128/mbio.01371-18

Periodic Variation of Mutation Rates in Bacterial Genomes Associated with Replication Timing

2018· article· en· W2951367580 sur OpenAlexaff
Marcus M. Dillon, Way Sung, Michael Lynch, Vaughn S. Cooper

Notice bibliographique

RevuemBio · 2018
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueEvolution and Genetic Dynamics
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesArmy Research OfficeNational Institute of General Medical SciencesU.S. ArmyNational Aeronautics and Space AdministrationNational Science Foundation
Mots-clésReplication (statistics)Bacterial genome sizeGenomeVariation (astronomy)BiologyMutationMutation rateGeneticsComputational biologyVirologyGenePhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

ABSTRACT The causes and consequences of spatiotemporal variation in mutation rates remain to be explored in nearly all organisms. Here we examine relationships between local mutation rates and replication timing in three bacterial species whose genomes have multiple chromosomes: Vibrio fischeri , Vibrio cholerae , and Burkholderia cenocepacia . Following five mutation accumulation experiments with these bacteria conducted in the near absence of natural selection, the genomes of clones from each lineage were sequenced and analyzed to identify variation in mutation rates and spectra. In lineages lacking mismatch repair, base substitution mutation rates vary in a mirrored wave-like pattern on opposing replichores of the large chromosomes of V. fischeri and V. cholerae , where concurrently replicated regions experience similar base substitution mutation rates. The base substitution mutation rates on the small chromosome are less variable in both species but occur at similar rates to those in the concurrently replicated regions of the large chromosome. Neither nucleotide composition nor frequency of nucleotide motifs differed among regions experiencing high and low base substitution rates, which along with the inferred ~800-kb wave period suggests that the source of the periodicity is not sequence specific but rather a systematic process related to the cell cycle. These results support the notion that base substitution mutation rates are likely to vary systematically across many bacterial genomes, which exposes certain genes to elevated deleterious mutational load. IMPORTANCE That mutation rates vary within bacterial genomes is well known, but the detailed study of these biases has been made possible only recently with contemporary sequencing methods. We applied these methods to understand how bacterial genomes with multiple chromosomes, like those of Vibrio and Burkholderia , might experience heterogeneous mutation rates because of their unusual replication and the greater genetic diversity found on smaller chromosomes. This study captured thousands of mutations and revealed wave-like rate variation that is synchronized with replication timing and not explained by sequence context. The scale of this rate variation over hundreds of kilobases of DNA strongly suggests that a temporally regulated cellular process may generate wave-like variation in mutation risk. These findings add to our understanding of how mutation risk is distributed across bacterial and likely also eukaryotic genomes, owing to their highly conserved replication and repair machinery.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,836
Score d'incertitude au seuil0,188

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,009
Tête enseignante GPT0,252
Écart entre enseignants0,243 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations39
Publié2018
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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