Transcriptomic and metabolomic responses to carbon and nitrogen sources in <i>Methylomicrobium album BG8</i>
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Methanotrophs use methane as their sole carbon and energy source and represent an attractive platform for converting single-carbon feedstocks into value-added compounds. Optimizing these species for biotechnological applications involves choosing an optimal growth substrate based on an understanding of cellular responses to different nutrients. Although many studies of methanotrophs have examined growth rate, yield, and central carbon flux in cultures grown with different carbon and nitrogen sources, few studies have examined more global cellular responses to different media. Here, we evaluated global transcriptomic and metabolomic profiles of Methylomicrobium album BG8 when grown with methane or methanol as the carbon source and nitrate or ammonium as the nitrogen source. We identified five key physiological changes during growth on methanol: M. album BG8 cultures upregulated transcripts for the Entner-Doudoroff and pentose phosphate pathways for sugar catabolism, produced more ribosomes, remodeled its phospholipid membrane, activated various stress response systems, and upregulated glutathione-dependent formaldehyde detoxification. When using ammonium, M. album BG8 upregulated haoAB hydroxylamine dehydrogenase and the overall central metabolic activity; whereas when using nitrate, cultures upregulated genes for nitrate assimilation and conversion. Overall, we identified several nutrient source-specific responses that could provide a valuable basis for future research on the biotechnological optimization of these species. IMPORTANCE Methanotrophs are gaining increasing interest for their biotechnological potential to convert single-carbon compounds into value-added products such as industrial chemicals, fuels, and bioplastics. Optimizing these species for biotechnological applications requires a detailed understanding of how cellular activity and metabolism varies across different growth substrates. Although each of the two most commonly used carbon sources (methane or methanol) and nitrogen sources (ammonium or nitrate) in methanotroph growth media have well-described advantages and disadvantages in an industrial context, their effects on global cellular activity remain poorly characterized. Here, we comprehensively describe the transcriptomic and metabolomic changes that characterize the growth of an industrially promising methanotroph strain on multiple combinations of carbon and nitrogen sources. Our results represent a more holistic evaluation of cellular activity than previous studies of core metabolic pathways and provide a valuable basis for the future biotechnological optimization of these species.
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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 | 0,000 |
| 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 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 ».