Multiomics Analysis Provides Insight into the Laboratory Evolution of <i>Escherichia coli</i> toward the Metabolic Usage of Fluorinated Indoles
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Organofluorine compounds are known to be toxic to a broad variety of living beings in different habitats, and chemical fluorination has been historically exploited by mankind for the development of therapeutic drugs or agricultural pesticides. On the other hand, several studies so far have demonstrated that, under appropriate conditions, living systems (in particular bacteria) can tolerate the presence of fluorinated molecules (e.g., amino acids analogues) within their metabolism and even repurpose them as alternative building blocks for the synthesis of cellular macromolecules such as proteins. Understanding the molecular mechanism behind these phenomena would greatly advance approaches to the biotechnological synthesis of recombinant proteins and peptide drugs. However, information about the metabolic effects of long-term exposure of living cells to fluorinated amino acids remains scarce. Hereby, we report the long-term propagation of Escherichia coli (E. coli) in an artificially fluorinated habitat that yielded two strains naturally adapted to live on fluorinated amino acids. In particular, we applied selective pressure to force a tryptophan (Trp)-auxotrophic strain to use either 4- or 5-fluoroindole as essential precursors for the in situ synthesis of Trp analogues, followed by their incorporation in the cellular proteome. We found that full adaptation to both fluorinated Trp analogues requires a low number of genetic mutations but is accompanied by large rearrangements in regulatory networks, membrane integrity, and quality control of protein folding. These findings highlight the cellular mechanisms behind the adaptation to unnatural amino acids and provide the molecular foundation for bioengineering of novel microbial strains for synthetic biology and biotechnology.
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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 | 0,000 | 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 ».