Genomic analysis of the mesophilic Thermotogae genus <i>Mesotoga</i> reveals phylogeographic structure and genomic determinants of its distinct metabolism
Notice bibliographique
Résumé
Summary The genus Mesotoga , the only described mesophilic Thermotogae lineage, is common in mesothermic anaerobic hydrocarbon-rich environments. Besides mesophily, Mesotoga displays lineage-specific phenotypes, such as no or little H 2 production and dependence on sulfur-compound reduction, which may influence its ecological role. We used comparative genomics of 18 Mesotoga strains (pairwise 16S rRNA identity > 99%) and a transcriptome of M. prima to investigate how life at moderate temperatures affects phylogeography and to interrogate the genomic features of its lineage-specific metabolism. We propose that Mesotoga accomplish H 2 oxidation and thiosulfate reduction using a sulfide dehydrogenase and a hydrogenase-complex and that a pyruvate:ferredoxin oxidoreductase acquired from Clostridia is responsible for oxidizing acetate. Phylogenetic analysis revealed three distinct Mesotoga lineages (89.6-99.9% average nucleotide identity [ANI] within lineages, 79.3-87.6% ANI between lineages) having different geographic distribution patterns and high levels of intra-lineage recombination but little geneflow between lineages. Including data from metagenomes, phylogeographic patterns suggest that geographical separation historically has been more important for Mesotoga than hyperthermophilic Thermotoga and we hypothesize that distribution of Mesotoga is constrained by their anaerobic lifestyle. Our data also suggest that recent anthropogenic activities and environments (e.g., wastewater treatment, oil exploration) have expanded Mesotoga habitats and dispersal capabilities. Originality-Significance Statement This study comprises one of the first whole-genome-based phylogeographic analyses of anaerobic mesophiles, and our data suggest that such microbes are more restricted by geography than are thermophiles (and mesophilic aerobes). This is likely to be a general trait for similar anaerobic organisms – and therefore broadly relevant to and testable in other environments. Moreover, Mesotoga bacteria are part of the largely understudied subsurface ecosystem that has relatively recently been recognized as a new and important biosphere. Understanding the forces responsible for the distribution of organisms in the subsurface, as well as the identification of genes responsible for Mesotoga ’s distinct metabolism, will contribute to the understanding of these communities.
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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 | 0,001 |
| 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) | 0,001 | 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 ».