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Enregistrement W4396238067 · doi:10.1128/mbio.00581-24

Epistasis, core-genome disharmony, and adaptation in recombining bacteria

2024· article· en· W4396238067 sur OpenAlexfundno aff
Aidan J. Taylor, Koji Yahara, Ben Pascoe, Seungwon Ko, Leonardos Mageiros, Evangelos Mourkas, Jessica Calland, Santeri Puranen, Matthew D. Hitchings, Keith A. Jolley, Carolin M. Kobras, Sion Bayliss, Nicola Williams, Arnoud H. M. van Vliet, Julian Parkhill, Martin Maiden, Jukka Corander, Laurence D. Hurst, Daniel Falush, Paul Keim, Xavier Didelot, David J. Kelly, Samuel K. Sheppard

Notice bibliographique

RevuemBio · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueSalmonella and Campylobacter epidemiology
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesSchool of Medicine, Emory UniversityMedical Research CouncilDirectorate for Biological SciencesUniversity of TorontoBiotechnology and Biological Sciences Research CouncilFood Standards AgencyEmory UniversityUK Research and InnovationWellcome Trust
Mots-clésEpistasisGenomeAdaptation (eye)BiologyCore (optical fiber)GeneticsComputational biologyBacteriaEvolutionary biologyComputer scienceGeneNeuroscience

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

ABSTRACT Recombination of short DNA fragments via horizontal gene transfer (HGT) can introduce beneficial alleles, create genomic disharmony through negative epistasis, and create adaptive gene combinations through positive epistasis. For non-core (accessory) genes, the negative epistatic cost is likely to be minimal because the incoming genes have not co-evolved with the recipient genome and are frequently observed as tightly linked cassettes with major effects. By contrast, interspecific recombination in the core genome is expected to be rare because disruptive allelic replacement is likely to introduce negative epistasis. Why then is homologous recombination common in the core of bacterial genomes? To understand this enigma, we take advantage of an exceptional model system, the common enteric pathogens Campylobacter jejuni and C. coli that are known for very high magnitude interspecies gene flow in the core genome. As expected, HGT does indeed disrupt co-adapted allele pairings, indirect evidence of negative epistasis. However, multiple HGT events enable recovery of the genome’s co-adaption between introgressing alleles, even in core metabolism genes (e.g., formate dehydrogenase). These findings demonstrate that, even for complex traits, genetic coalitions can be decoupled, transferred, and independently reinstated in a new genetic background—facilitating transition between fitness peaks. In this example, the two-step recombinational process is associated with C. coli that are adapted to the agricultural niche. IMPORTANCE Genetic exchange among bacteria shapes the microbial world. From the acquisition of antimicrobial resistance genes to fundamental questions about the nature of bacterial species, this powerful evolutionary force has preoccupied scientists for decades. However, the mixing of genes between species rests on a paradox: 0n one hand, promoting adaptation by conferring novel functionality; on the other, potentially introducing disharmonious gene combinations (negative epistasis) that will be selected against. Taking an interdisciplinary approach to analyze natural populations of the enteric bacteria Campylobacter , an ideal example of long-range admixture, we demonstrate that genes can independently transfer across species boundaries and rejoin in functional networks in a recipient genome. The positive impact of two-gene interactions appears to be adaptive by expanding metabolic capacity and facilitating niche shifts through interspecific hybridization. This challenges conventional ideas and highlights the possibility of multiple-step evolution of multi-gene traits by interspecific introgression.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,863
Score d'incertitude au seuil0,330

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,072
Tête enseignante GPT0,258
Écart entre enseignants0,186 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations15
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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