Integrated network modeling approach defines key metabolic responses of soil microbiomes to perturbations
Notice bibliographique
Résumé
The soil environment is constantly changing due to shifts in soil moisture, nutrient availability and other conditions. To contend with these changes, soil microorganisms have evolved a variety of ways to adapt to environmental perturbations, including regulation of gene expression. However, it is challenging to untangle the complex phenotypic response of the soil to environmental change, partly due to the absence of predictive modeling frameworks that can mechanistically link molecular-level changes in soil microorganisms to a community's functional phenotypes (or metaphenome). Towards filling this gap, we performed a combined analysis of metabolic and gene co-expression networks to explore how the soil microbiome responded to changes in soil moisture and nutrient conditions and to determine which genes were expressed under a given condition. Our integrated modeling approach revealed previously unknown, but critically important aspects of the soil microbiomes' response to environmental perturbations. Incorporation of metabolomic and transcriptomic data into metabolic reaction networks identified condition-specific signature genes that are uniquely associated with dry, wet, and glycine-amended conditions. A subsequent gene co-expression network analysis revealed that drought-associated genes occupied more central positions in a network model of the soil community, compared to the genes associated with wet, and glycine-amended conditions. These results indicate the occurrence of system-wide metabolic coordination when soil microbiomes cope with moisture or nutrient perturbations. Importantly, the approach that we demonstrate here to analyze large-scale multi-omics data from a natural soil environment is applicable to other microbiome systems for which multi-omics data are available.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| 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 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 ».