Viral diversity and dynamics and CRISPR-Cas-mediated immunity in a robust alkaliphilic cyanobacterial consortium
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT In many industries, from food to biofuels, contamination of production systems with predators is a costly problem and requires the maintenance of sterile operating conditions. In this study, we look at the robustness of one such alkaliphilic consortium, comprised largely of a cyanobacterium Candidatus Phormidium alkaliphilum, to viral predation. This consortium has existed without a community crash for several years in laboratory and pilot-scale environments. We look at clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)-Cas systems and viral dynamics in this consortium at four conditions using metagenomic analyses. Results show that while there are active viral members in this community, viral predation of the cyanobacteria is low and does not affect the community dynamics. The multiple CRISPR arrays within the Phormidium were found to be static following the initial lab establishment of consortium. Multiple cryptic CRISPR-Cas systems were detected with uncertain viral protection capacity. Our results suggest that the dynamics of potential viruses and CRISPR-Cas-mediated immunity likely play an important role in the initial establishment of consortia and may continue to support the functional robustness of engineered microbial communities throughout biotechnology applications. IMPORTANCE Biotechnology applications utilizing the function of microbial communities have become increasingly important solutions as we strive for sustainable applications. Although viral infections are known to have a significant impact on microbial turnover and nutrient cycling, viral dynamics have remained largely overlooked in these engineered communities. Predatory perturbations to the functional stability of these microbial biotechnology applications must be investigated in order to design more robust applications. In this study, we closely examine virus-microbe dynamics in a model microbial community used in a biotechnology application. Our findings suggest that viral dynamics change significantly with environmental conditions and that microbial immunity may play an important role in maintaining functional stability. We present this study as a comprehensive template for other researchers interested in exploring predatory dynamics in engineered microbial communities.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,002 |
| 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 tête enseignante, 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 ».