Molecular Dating of the Emergence of Anaerobic Rumen Fungi and the Impact of Laterally Acquired Genes
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The anaerobic gut fungi (AGF) or Neocallimastigomycota inhabit the rumen and alimentary tract of herbivorous mammals, where they play an important role in the degradation of plant fiber. Comparative genomic and phylogenomic analysis of the AGF has long been hampered by their fastidious growth pattern as well as their large and AT-biased genomes. We sequenced 21 AGF transcriptomes and combined them with 5 available genome sequences of AGF taxa to explore their evolutionary relationships, time their divergence, and characterize patterns of gene gain/loss associated with their evolution. We estimate that the most recent common ancestor of the AGF diverged 66 (±10) million years ago, a timeframe that coincides with the evolution of grasses (Poaceae), as well as the mammalian transition from insectivory to herbivory. The concordance of these independently estimated ages of AGF evolution, grasses evolution, and mammalian transition to herbivory suggest that AGF have been important in shaping the success of mammalian herbivory transition by improving the efficiency of energy acquisition from recalcitrant plant materials. Comparative genomics identified multiple lineage-specific genes and protein domains in the AGF, two of which were acquired from an animal host (galectin) and rumen gut bacteria (carbohydrate-binding domain) via horizontal gene transfer (HGT). Four of the bacterial derived “Cthe_2159” genes in AGF genomes also encode eukaryotic Pfam domains (“Atrophin-1”, “eIF-3_zeta”, “Nop14”, and “TPH”) indicating possible gene fusion events after the acquisition of “Cthe_2159” domain. A third AGF domain, plant-like polysaccharide lyase N-terminal domain (“Rhamnogal_lyase”), represents the first report from fungi that potentially aids AGF to degrade pectin. Analysis of genomic and transcriptomic sequences confirmed the presence and expression of these lineage-specific genes in nearly all AGF clades supporting the hypothesis that these laterally acquired and novel genes in fungi are likely functional. These genetic elements may contribute to the exceptional abilities of AGF to degrade plant biomass and enable metabolism of the rumen microbes and animal hosts.
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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 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».