Genome dynamics across the evolutionary transition to endosymbiosis
Notice bibliographique
Résumé
Endosymbiosis-where a microbe lives and replicates within a host-is an important contributor to organismal function that has accelerated evolutionary innovations and catalyzed the evolution of complex life. The evolutionary processes associated with transitions to endosymbiosis, however, are poorly understood. Here, we leverage the wide diversity of host-associated lifestyles of the genus Arsenophonus to reveal the complex evolutionary processes that occur during the transition to a vertically transmitted endosymbiotic lifestyle from strains maintained solely by horizontal (infectious) transmission. We compared the genomes of 38 strains spanning diverse lifestyles from horizontally transmitted pathogens to obligate interdependent endosymbionts. Among culturable strains, we observed those with vertical transmission had larger genome sizes than closely related horizontally transmitting counterparts, consistent with evolutionary innovation and the rapid gain of new functions. Increased genome size was a consequence of prophage and plasmid acquisition, including a cargo of type III effectors, alongside the concomitant loss of CRISPR-Cas genome defense systems, enabling mobile genetic element expansion. Persistent endosymbiosis was also associated with loss of type VI secretion, which we hypothesize to be a consequence of reduced microbe-microbe competition. Thereafter, the transition to endosymbiosis with strict vertical inheritance was associated with the expected relaxation of purifying selection, gene pseudogenization, metabolic degradation, and genome reduction. We argue that reduced phage predation in endosymbiotic niches drives the loss of genome defense systems driving rapid genome expansion upon the adoption of endosymbiosis and vertical transmission. This remodeling enables rapid horizontal gene transfer-mediated evolutionary innovation and precedes the reductive evolution traditionally associated with adaptation to endosymbiosis.
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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 | 0,000 |
| 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 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 ».