Shotgun metagenomics reveals distinct functional diversity and metabolic capabilities between 12 000-year-old permafrost and active layers on Muot da Barba Peider (Swiss Alps)
Notice bibliographique
Résumé
sub-zero temperatures, their energetic strategies and their metabolic versatility in using soil organic materials determine their growth and functionality upon thawing. Hence, functional characterization of the permafrost microbiome, particularly in the underexplored mid-latitudinal alpine regions, is a crucial first step in predicting its responses to the changing climate, and the consequences for soil-climate feedbacks. In this study, for the first time, the functional potential and metabolic capabilities of a temperate mountain permafrost microbiome from central Europe has been analysed using shotgun metagenomics. Permafrost and active layers from the summit of Muot da Barba Peider (MBP) [Swiss Alps, 2979 m above sea level (a.s.l.)] revealed a strikingly high functional diversity in the permafrost (north-facing soils at a depth of 160 cm). Permafrost metagenomes were enriched in stress-response genes (e.g. cold-shock genes, chaperones), as well as in genes involved in cell defence and competition (e.g. antiviral proteins, antibiotics, motility, nutrient-uptake ABC transporters), compared with active-layer metagenomes. Permafrost also showed a higher potential for the synthesis of carbohydrate-active enzymes, and an overrepresentation of genes involved in fermentation, carbon fixation, denitrification and nitrogen reduction reactions. Collectively, these findings demonstrate the potential capabilities of permafrost microorganisms to thrive in cold and oligotrophic conditions, and highlight their metabolic versatility in carbon and nitrogen cycling. Our study provides a first insight into the high functional gene diversity of the central European mountain permafrost microbiome. Our findings extend our understanding of the microbial ecology of permafrost and represent a baseline for future investigations comparing the functional profiles of permafrost microbial communities at different latitudes.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 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 ».