Quantifying the intra- and inter-species community interaction in a microbiome by dynamic covariance mapping
Notice bibliographique
Résumé
Abstract A microbiome’s composition, stability, and response to perturbations is dictated by the community interaction matrix 1-10 that is commonly assayed by pair-wise species competition. In their natural environment however, microbes concurrently experience multiple species, face conditions that may be difficult to mimic in vitro, and have members that are impractical to isolate. Additionally, due to overlapping of evolutionary and ecological timescales, the community interaction matrix is also influenced by intra-species diversity, but how and to what extent remains poorly understood 11-14. Here, we develop a general approach called Dynamic Covariance Mapping (DCM) to estimate the interaction matrix of multispecies microbiome community in its natural environment from abundance time-series data. Together with intra-species high-resolution lineage tracking via chromosomal barcoding, we quantify the inter- and intra-species community interaction matrix during E. coli colonization of mice gut microbiome with increasing complexity: germ-free, antibiotic-perturbed, and innate microbiota. With DCM, we differentiate three temporal phases of invasion in the susceptible communities: 1) initial loss of community stability as E. coli enters; 2) recolonization of some gut bacteria; and 3) recovery of stability with E. coli clones coexisting with resident bacteria in a quasi-steady state. These phases are influenced by specific interactions between E. coli sub-lineages with other species in the community. These results highlight the transient nature and time-dependence of community interaction networks in microbiomes driven by the persistent coupling of ecological and evolutionary dynamics. Our theoretical and experimental approach can be applied to characterize coupled ecological-evolutionary dynamics of bacterial communities in vitro and in situ.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».