Dissecting the dominant hot spring microbial populations based on community-wide sampling at single-cell genomic resolution
Notice bibliographique
Résumé
With advances in DNA sequencing and miniaturized molecular biology workflows, rapid and affordable sequencing of single-cell genomes has become a reality. Compared to 16S rRNA gene surveys and shotgun metagenomics, large-scale application of single-cell genomics to whole microbial communities provides an integrated snapshot of community composition and function, directly links mobile elements to their hosts, and enables analysis of population heterogeneity of the dominant community members. To that end, we sequenced nearly 500 single-cell genomes from a low diversity hot spring sediment sample from Dewar Creek, British Columbia, and compared this approach to 16S rRNA gene amplicon and shotgun metagenomics applied to the same sample. We found that the broad taxonomic profiles were similar across the three sequencing approaches, though several lineages were missing from the 16S rRNA gene amplicon dataset, likely the result of primer mismatches. At the functional level, we detected a large array of mobile genetic elements present in the single-cell genomes but absent from the corresponding same species metagenome-assembled genomes. Moreover, we performed a single-cell population genomic analysis of the three most abundant community members, revealing differences in population structure based on mutation and recombination profiles. While the average pairwise nucleotide identities were similar across the dominant species-level lineages, we observed differences in the extent of recombination between these dominant populations. Most intriguingly, the creek's Hydrogenobacter sp. population appeared to be so recombinogenic that it more closely resembled a sexual species than a clonally evolving microbe. Together, this work demonstrates that a randomized single-cell approach can be useful for the exploration of previously uncultivated microbes from community composition to population structure.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 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) | 0,000 | 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 ».