Behind Taxonomic Variability: The Functional Redundancy in the Tick Microbiome
Notice bibliographique
Résumé
The taxonomic composition and diversity of tick midgut microbiota have been extensively studied in different species of the genera Rhipicephalus, Ixodes, Amblyomma, Haemaphysalis, Hyalomma, Dermacentor, Argas and Ornithodoros, while the functional significance of bacterial diversity has been proportionally less explored. In this study, we used previously published 16S amplicon sequence data sets from three Ixodes scapularis cohorts, two of uninfected nymphs, and one of larvae experimentally infected with Borrelia burgdorferi, to test the functional redundancy of the tick microbiome. We predicted the metabolic profiling of each sample using the state-of-the-art metagenomics tool PICRUSt2. The results showed that the microbiomes of all I. scapularis samples share only 80 taxa (24.6%, total 324), while out of the 342 metabolic pathways predicted, 82.7%, were shared by all the ticks. Borrelia-infected larvae lack 15.4% of pathways found in the microbiome of uninfected nymphs. Taxa contribution analysis showed that the functional microbiome of uninfected ticks was highly redundant, with, in some cases, up to 198 bacterial taxa contributing to a single pathway. However, Borrelia-infected larvae had a smaller redundancy with 6.7% of pathways provided by more than 100 genera, while 15.7–19.2% of pathways were provided by more than 100 genera in the two cohorts of uninfected ticks. In addition, we compared the functional profiles of three microbial communities from each data set, identified through a network-based approach, and we observed functional similarity between them. Based on the functional redundancy and functional similarity of the microbiome of ticks in different developmental stages and infection status, we concluded that the tick gut microbiota is a self-regulating community of very diverse bacteria contributing to a defined set of metabolic pathways and functions with yet unexplored relevance for tick fitness and/or bacterial community stability. We propose a change of focus in which the tick microbiome must be analyzed in all dimensions, highlighting their functional traits, instead of the conventional taxonomic profiling.
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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 | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».