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Enregistrement W3136142968 · doi:10.1101/2021.03.15.435406

A two-hit epistasis model prevents core genome disharmony in recombining bacteria

2021· preprint· en· W3136142968 sur OpenAlexfundno aff
Aidan J. Taylor, Koji Yahara, Ben Pascoe, Leonardos Mageiros, Evangelos Mourkas, Jessica Calland, Santeri Puranen, Matthew D. Hitchings, Keith A. Jolley, Carolin M. Kobras, Sion Bayliss, Nicola Williams, Arnoud H. M. van Vliet, Julian Parkhill, Martin Maiden, Jukka Corander, Daniel Falush, Paul Keim, Xavier Didelot, David J. Kelly, Samuel K. Sheppard

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2021
Typepreprint
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueSalmonella and Campylobacter epidemiology
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesInstitute of GeneticsBiotechnology and Biological Sciences Research CouncilNational Institute for Social Care and Health ResearchMedical Research CouncilDirectorate for Biological SciencesWellcome Trust
Mots-clésEpistasisBiologyGenomeCampylobacter jejuniGeneticsHorizontal gene transferBacterial genome sizeGeneEvolutionary biologyHomologous recombinationBacteria

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Significance Statement Genetic exchange among bacteria shapes the microbial world. From the acquisition of antimicrobial resistance genes to fundamental questions about the nature of bacterial species, this powerful evolutionary force has preoccupied scientists for decades. However, the mixing of genes between species rests on a paradox. On one hand, promoting adaptation by conferring novel functionality, on the other potentially introducing disharmonious gene combinations (negative epistasis) that will be selected against. Taking an interdisciplinary approach to analyse natural populations of the enteric bacteria Campylobacter , an ideal example of long-range admixture, we demonstrate that genes can independently transfer across species boundaries and rejoin in epistasis in a recipient genome. This challenges conventional ideas and highlights the possibility of single step evolution by saltation. Abstract Recombination of short DNA fragments via horizontal gene transfer (HGT) can both introduce beneficial alleles and create genomic disharmony through negative epistasis. For non-core (accessory) genes, the negative epistatic cost is likely to be minimal because the incoming genes have not co-evolved with the recipient genome. By contrast, for the core genome, interspecific recombination is expected to be rare because disruptive allelic replacement is likely to introduce negative epistasis. Why then is homologous recombination common in the core of bacterial genomes? To understand this enigma we take advantage of an exceptional model system, the common enteric pathogens Campylobacter jejuni and Campylobacter coli , that are known for very high magnitude interspecies gene flow in the core genome. As expected, HGT does indeed disrupt co-adapted allele pairings (negative epistasis). However, multiple HGT events enable recovery of the genome’s co-adaption between introgressing alleles, even in core metabolism genes (e.g., formate dehydrogenase). These findings demonstrate that, even for complex traits, genetic coalitions can be decoupled, transferred and independently reinstated in a new genetic background – facilitating transition between fitness peaks. In this example, the two-step recombinational process is associated with C. coli that are adapted to the agricultural niche.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,019

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0020,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0060,001

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.

Tête enseignante Opus0,045
Tête enseignante GPT0,244
Écart entre enseignants0,199 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations5
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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