Revealing the genome of the microsporidian <i>Vairimorpha bombi</i>, a potential driver of bumble bee declines in North America
Notice bibliographique
Résumé
Pollinators are vital for food security and the maintenance of terrestrial ecosystems. Bumblebees are important pollinators across northern temperate, arctic, and alpine ecosystems, yet are in decline across the globe. Vairimorpha bombi is a parasite belonging to the fungal class Microsporidia that has been implicated in the rapid decline of bumblebees in North America, where it may be an emerging infectious disease. To investigate the evolutionary basis of pathogenicity of V. bombi, we sequenced and assembled its genome using Oxford Nanopore and Illumina technologies and performed phylogenetic and genomic evolutionary analyses. The genome assembly for V. bombi is 4.73 Mb, from which we predicted 1,870 protein-coding genes and 179 tRNA genes. The genome assembly has low repetitive content and low GC content. V. bombi's genome assembly is the smallest of the Vairimorpha and closely related Nosema genera, but larger than those found in the Encephalitozoon and Ordospora sister clades. Orthology and phylogenetic analysis revealed 18 core conserved single-copy microsporidian genes including the histone acetyltransferase (HAT) GCN5. Surprisingly, V. bombi was unique to the microsporidia in not encoding the second predicted HAT ESA1. The V. bombi genome assembly annotation included 265 unique genes (i.e. not predicted in other microsporidia genome assemblies), 20% of which encode a secretion signal, which is a significant enrichment. Intriguingly, of the 36 microsporidian genomes we analyzed, 26 also had a significant enrichment of secreted signals encoded by unique genes, ranging from 6 to 71% of those predicted genes. These results suggest that microsporidia are under selection to generate and purge diverse and unique genes encoding secreted proteins, potentially contributing to or facilitating infection of their diverse hosts. Furthermore, V. bombi has 5/7 conserved spore wall proteins (SWPs) with its closest relative V. ceranae (that primarily infects honeybees), while also uniquely encoding four additional SWPs. This gene class is thought to be essential for infection, providing both environmental protection and recognition and uptake into the host cell. Together, our results show that SWPs and unique genes encoding a secretion signal are rapidly evolving in the microsporidia, suggesting that they underpin key pathobiological traits including host specificity and pathogenicity.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».