Genome dynamics across the evolutionary transition to endosymbiosis
Notice bibliographique
Résumé
Summary Endosymbiosis – where a microbe lives and replicates within a host – is an important contributor to organismal function that has accelerated evolutionary innovations and catalysed the evolution of complex life. The evolutionary processes associated with transitions to endosymbiosis, however, are poorly understood. Here, we use comparative genomics of the genus Arsenophonus to reveal the complex processes that occur on evolution of an endosymbiotic lifestyle. We compared the genomes of 38 strains spanning diverse lifestyles from environmentally acquired infections to obligate inter-dependent endosymbionts. We observed recent endosymbionts had larger genome sizes than closely related environmentally acquired strains, consistent with evolutionary innovation and rapid gain of new function. Increased genome size was a consequence of prophage and plasmid acquisition including a cargo of type III effectors, and concomitant loss of CRISPR-Cas genome defence systems enabling mobile genetic element expansion. Persistent endosymbiosis was also associated with loss of type VI secretion, likely reflecting reduced microbe-microbe competition. Thereafter, the transition to stable endosymbiosis and vertical inheritance was associated with the expected relaxation of purifying selection, pseudogenisation of genes and reduction of metabolism, leading to genome reduction. However, reduced %GC that is typically considered a progressive linear process was observed only in obligate interdependent endosymbionts. We argue that a combination of the need for rapid horizontal gene transfer-mediated evolutionary innovation together with reduced phage predation in endosymbiotic niches drives loss of genome defence systems and rapid genome expansion upon adoption of endosymbiosis. These remodelling processes precede the reductive evolution traditionally associated with adaptation to endosymbiosis.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».