Phylogenetics and environmental distribution of nitric oxide-forming nitrite reductases reveal their distinct functional and ecological roles
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The two evolutionarily unrelated nitric oxide-producing nitrite reductases, NirK and NirS, are best known for their redundant role in denitrification. They are also often found in organisms that do not perform denitrification. To assess the functional roles of the two enzymes and to address the sequence and structural variation within each, we reconstructed robust phylogenies of both proteins with sequences recovered from 6973 isolate and metagenome-assembled genomes and identified 32 well-supported clades of structurally distinct protein lineages. We then inferred the potential niche of each clade by considering other functional genes of the organisms carrying them as well as the relative abundances of each nir gene in 4082 environmental metagenomes across diverse aquatic, terrestrial, host-associated, and engineered biomes. We demonstrate that Nir phylogenies recapitulate ecology distinctly from the corresponding organismal phylogeny. While some clades of the nitrite reductase were equally prevalent across biomes, others had more restricted ranges. Nitrifiers make up a sizeable proportion of the nitrite-reducing community, especially for NirK in marine waters and dry soils. Furthermore, the two reductases showed distinct associations with genes involved in oxidizing and reducing other compounds, indicating that the NirS and NirK activities may be linked to different elemental cycles. Accordingly, the relative abundance and diversity of NirS versus NirK vary between biomes. Our results show the divergent ecological roles NirK and NirS-encoding organisms may play in the environment and provide a phylogenetic framework to distinguish the traits associated with organisms encoding the different lineages of nitrite reductases.
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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) | 0,000 | 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 | 0,000 | 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 ».