Complex multicellularity linked with expanded chemical arsenals in microbes
Notice bibliographique
Résumé
Single-celled microorganisms evolving to form cooperative multicellular units represents a key innovation in the history of life. Multicellularity is required for cell differentiation and, as such, is critical to the emergence of biological complexity. Here, we propose and find support for our hypothesis that multicellularity facilitated massive expansions in the biosynthetic potential to produce specialized metabolites across microbial life. Our systematic characterization of biosynthetic gene clusters (BGCs) across bacteria confirms that most taxa have limited predicted potential to produce natural products. In contrast with primarily unicellular lineages, we show that the origins of biosynthetic expansion in Actinomycetota, Cyanobacteriota, and Myxococcota coincide with independent origins of multicellular structures such as mycelia, filaments, and fruiting bodies. Further, we reveal that the two primary origins of expansions in specialized metabolism for fungi, corresponding to the Pezizomycotina and Agaricomycetes, similarly coincide with the emergence of complex multicellularity and fruiting body formation as well as mechanisms for self-identification during haplontic life cycles. Interestingly, all five of the biosynthetically talented multicellular microbial lineages are concomitantly enriched in carbohydrate utilization enzymes, suggesting that ancient chemical innovations have been further shaped by catabolic processes. Intraspecific cooperation shaping the evolution of specialized metabolism further informs our understanding of the major transitions in life and will help guide efforts to discover new antimicrobial compounds to counter the emergence of antibiotic resistance.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».