A multi-OMIC characterisation of biodegradation and microbial community succession within the PET plastisphere
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Plastics now pollute marine environments across the globe. On entering these environments, plastics are rapidly colonised by a diverse community of microorganisms termed the plastisphere. Members of the plastisphere have a myriad of diverse functions typically found in any biofilm but, additionally, a number of marine plastisphere studies have claimed the presence of plastic-biodegrading organisms, although with little mechanistic verification. Here, we obtained a microbial community from marine plastic debris and analysed the community succession across 6 weeks of incubation with different polyethylene terephthalate (PET) products as the sole carbon source, and further characterised the mechanisms involved in PET degradation by two bacterial isolates from the plastisphere. RESULTS: We found that all communities differed significantly from the inoculum and were dominated by Gammaproteobacteria, i.e. Alteromonadaceae and Thalassospiraceae at early time points, Alcanivoraceae at later time points and Vibrionaceae throughout. The large number of encoded enzymes involved in PET degradation found in predicted metagenomes and the observation of polymer oxidation by FTIR analyses both suggested PET degradation was occurring. However, we were unable to detect intermediates of PET hydrolysis with metabolomic analyses, which may be attributed to their rapid depletion by the complex community. To further confirm the PET biodegrading potential within the plastisphere of marine plastic debris, we used a combined proteogenomic and metabolomic approach to characterise amorphous PET degradation by two novel marine isolates, Thioclava sp. BHET1 and Bacillus sp. BHET2. The identification of PET hydrolytic intermediates by metabolomics confirmed that both isolates were able to degrade PET. High-throughput proteomics revealed that whilst Thioclava sp. BHET1 used the degradation pathway identified in terrestrial environment counterparts, these were absent in Bacillus sp. BHET2, indicating that either the enzymes used by this bacterium share little homology with those characterised previously, or that this bacterium uses a novel pathway for PET degradation. CONCLUSIONS: Overall, the results of our multi-OMIC characterisation of PET degradation provide a significant step forwards in our understanding of marine plastic degradation by bacterial isolates and communities and evidences the biodegrading potential extant in the plastisphere of marine plastic debris. Video abstract.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».