304 Stainless steel wweldjat tubu coiled / tubing zhemical zomponent, Potenzjal Biosintetiku tal-Mikrobijoma tal-Baħar Globali

Grazzi talli żort Nature.com.Qed tuża verżjoni tal-browser b'appoġġ limitat CSS.Għall-aħjar esperjenza, nirrakkomandaw li tuża browser aġġornat (jew tiddiżattiva l-Modalità ta' Kompatibbiltà fl-Internet Explorer).Barra minn hekk, biex niżguraw appoġġ kontinwu, aħna nuru s-sit mingħajr stili u JavaScript.
Sliders li juru tliet artikoli għal kull slide.Uża l-buttuni ta 'wara u li jmiss biex timxi permezz tal-pjastri, jew il-buttuni tal-kontrollur tas-slajds fl-aħħar biex tiċċaqlaq minn kull slide.

Deskrizzjoni dettaljata tal-prodott

304 Stainless steel wweldjat tubu coiled /tubing
1. Speċifikazzjoni: Stainless steel coil tube / tubing
2. Tip: iwweldjat jew mingħajr saldatura
3. Standard: ASTM A269, ASTM A249
4. Stainless steel coil tube OD: 6mm sa 25.4MM
5. Tul: 600-3500MM jew skond il-ħtieġa tal-klijent.
6. Ħxuna tal-ħajt: 0.2mm sa 2.0mm.

7. Tolleranza: OD: +/-0.01mm;Ħxuna: +/-0.01%.

8. Daqs tat-toqba ta 'ġewwa tal-kojl: 500MM-1500MM (jista' jiġi aġġustat skont il-ħtiġijiet tal-klijent)

9. Għoli tal-coil: 200MM-400MM (jista 'jiġi aġġustat skont il-ħtiġijiet tal-klijent)

10. Wiċċ: Bright jew ittemprat
11. Materjal: 304, 304L, 316L, 321, 301, 201, 202, 409, 430, 410, liga 625, 825, 2205, 2507, eċċ.
12. Ippakkjar: boroż minsuġa f'kaxxa tal-injam, pallet tal-injam, xaft tal-injam, jew skont il-ħtieġa tal-klijent
13. Test: komponent kimiku, saħħa ta 'rendiment, saħħa tat-tensjoni, kejl ta' ebusija
14. Garanzija: L-ispezzjoni ta 'parti terza (per eżempju: SGS TV), eċċ.
15. Applikazzjoni: Dekorazzjoni, għamara, trasport taż-żejt, skambjatur tas-sħana, teħid ta 'puġġamani, manifattura tal-karta, karozzi, ipproċessar tal-ikel, mediku, eċċ.

Il-komunitajiet mikrobjali naturali huma diversi fil-ġenetikament u metabolikament.Minbarra gruppi ta' organiżmi li għadhom ma ġewx studjati1, din id-diversità għandha wkoll potenzjal għani għall-iskoperta ta' enzimi u komposti bijokimiċi sinifikanti ekoloġikament u bijoteknoloġikament2,3.Madankollu, l-istudju ta 'din id-diversità biex jiddetermina l-mogħdijiet ġenomiċi li jissintetizzaw dawn il-komposti u jorbtuhom mal-ospiti rispettivi tagħhom jibqa' sfida.Il-potenzjal bijosintetiku tal-mikro-organiżmi fl-oċean miftuħ għadu fil-biċċa l-kbira mhux magħruf minħabba limitazzjonijiet fl-analiżi tad-dejta sħiħa tar-riżoluzzjoni tal-ġenoma fuq skala globali.Hawnhekk, nesploraw id-diversità u d-diversità ta 'raggruppamenti ta' ġeni bijosintetiċi fl-oċean billi nintegraw madwar 10,000 ġenoma mikrobjali minn ċelluli kkultivati ​​u ċelloli singoli b'aktar minn 25,000 ġenomi ta 'abbozz rikostruwiti ġodda minn aktar minn 1,000 kampjun ta' ilma baħar.Dawn l-isforzi identifikaw madwar 40,000 raggruppament putattiv ta' ġeni bijosintetiċi l-aktar ġodda, li wħud minnhom instabu fi gruppi filoġenetiċi mhux suspettati qabel.F'dawn il-popolazzjonijiet, identifikajna nisel arrikkit f'raggruppamenti ta 'ġeni bijosintetiċi ("Candidatus Eudormicrobiaceae") li jappartjenu għal phylum batterjali mhux ikkultivat u inkludew wħud mill-aktar mikro-organiżmi bijosintetikament diversi f'dan l-ambjent.Minn dawn, aħna kkaratterizzajna l-mogħdijiet ta 'phosphatase-peptide u pytonamide, identifikaw każijiet ta' struttura ta 'kompost bijoattiv mhux tas-soltu u enżimoloġija, rispettivament.Bħala konklużjoni, dan l-istudju juri kif strateġiji bbażati fuq il-mikrobijoma jistgħu jippermettu l-esplorazzjoni ta 'enzimi u ikel naturali mhux deskritti qabel f'mikrobijota u ambjent li ma tantx huma mifhuma.
Il-mikrobi jmexxu ċikli bijoġeokimiċi globali, iżommu x-xbieki tal-ikel, u jżommu l-pjanti u l-annimali b'saħħithom5.Id-diversità filoġenetika, metabolika u funzjonali enormi tagħhom tirrappreżenta potenzjal għani għall-iskoperta ta' taxa1, enzimi u komposti bijokimiċi ġodda, inklużi prodotti naturali6.F'komunitajiet ekoloġiċi, dawn il-molekuli jipprovdu mikro-organiżmi b'varjetà ta 'funzjonijiet fiżjoloġiċi u ekoloġiċi, mill-komunikazzjoni għall-kompetizzjoni 2, 7 .Minbarra l-funzjonijiet oriġinali tagħhom, dawn il-prodotti naturali u l-mogħdijiet ta' produzzjoni tagħhom ikkodifikati ġenetikament jipprovdu eżempji għal applikazzjonijiet bijoteknoloġiċi u terapewtiċi2,3.L-identifikazzjoni ta 'mogħdijiet u konnessjonijiet bħal dawn ġiet iffaċilitata ħafna mill-istudju ta' mikrobi kkultivati.Madankollu, studji tassonomiċi ta’ ambjenti naturali wrew li l-maġġoranza l-kbira tal-mikro-organiżmi ma ġewx ikkultivati8.Dan il-preġudizzju kulturali jillimita l-kapaċità tagħna li nisfruttaw id-diversità funzjonali kkodifikata minn ħafna mikrobi4,9.
Biex jingħelbu dawn il-limitazzjonijiet, l-avvanzi teknoloġiċi matul l-aħħar għaxar snin ippermettew lir-riċerkaturi biex direttament (jiġifieri, mingħajr kultura minn qabel) sekwenza frammenti tad-DNA mikrobjali minn komunitajiet sħaħ (metagenomics) jew ċelloli singoli.Il-ħila li jinġabru dawn il-frammenti fi frammenti tal-ġenoma akbar u jiġu rikostitwiti mill-ġdid ġenomi multipli assemblati metaġenomikament (MAGs) jew ġenomi amplifikati singoli (SAGs), rispettivament, tiftaħ opportunità importanti għal studji tassoċentriċi tal-mikrobijoma (jiġifieri komunitajiet mikrobjali u l-mikrobijoma).twitti toroq ġodda.materjal ġenetiku proprju f'ambjent partikolari) 10,11,12.Tabilħaqq, studji reċenti espandew ħafna r-rappreżentazzjoni filoġenetika tad-diversità tal-mikrobi fid-Dinja1, 13 u wrew ħafna mid-diversità funzjonali f'komunitajiet mikrobjali individwali li ma kinux koperti qabel minn sekwenzi tal-ġenoma ta' referenza tal-mikroorganiżmu kkultivat (REFs)14.Il-kapaċità li titqiegħed diversità funzjonali mhux skoperta fil-kuntest tal-ġenoma ospitanti (jiġifieri, ir-riżoluzzjoni tal-ġenoma) hija kritika għat-tbassir ta' linji mikrobjali li għadhom mhux karatterizzati li preżumibbilment jikkodifikaw prodotti naturali ġodda15,16 jew biex jiġu rintraċċati tali komposti lura għall-produttur oriġinali tagħhom17.Pereżempju, approċċ kombinat ta 'analiżi metaġenomika u ġenomika ta' ċellula waħda wassal għall-identifikazzjoni ta 'Candidatus Entotheonella, grupp ta' batterji assoċjati mal-isponoż metabolikament sinjuri, bħala produtturi ta 'varjetà ta' potenzjali tad-droga18.Madankollu, minkejja tentattivi riċenti ta’ esplorazzjoni ġenomika ta’ komunitajiet mikrobjali diversi,16,19 aktar minn żewġ terzi tad-dejta metaġenomika globali għall-akbar oċean ta’ ekosistemi tad-Dinja16,20 għadhom nieqsa.Għalhekk, b'mod ġenerali, il-potenzjal bijosintetiku tal-mikrobijoma tal-baħar u l-potenzjal tiegħu bħala repożitorju ta 'prodotti enżimatiċi u naturali ġodda jibqgħu fil-biċċa l-kbira mhux studjati.
Biex tesplora l-potenzjal bijosintetiku tal-mikrobijomi tal-baħar fuq skala globali, l-ewwel ġabarna ġenomi tal-mikrobi tal-baħar miksuba bl-użu ta 'metodi dipendenti fuq il-kultura u mhux kultura biex noħolqu database estensiva ta' filoġenetika u funzjoni tal-ġeni.L-eżaminazzjoni ta’ din id-database żvela varjetà wiesgħa ta’ raggruppamenti ta’ ġeni bijosintetiċi (BGCs), li ħafna minnhom jappartjenu għal familji ta’ raggruppamenti ta’ ġeni (GCF) li għadhom mhux karatterizzati.Barra minn hekk, identifikajna familja batterjali mhux magħrufa li turi l-ogħla diversità magħrufa ta 'BGCs fl-oċean miftuħ sal-lum.Aħna għażilna żewġ mogħdijiet ta 'sinteżi ribosomali u peptidi modifikati wara t-traduzzjoni (RiPP) għal validazzjoni sperimentali bbażati fuq id-differenzi ġenetiċi tagħhom minn mogħdijiet magħrufa bħalissa.Il-karatterizzazzjoni funzjonali ta 'dawn il-mogħdijiet żvelat eżempji mhux mistennija ta' enżimoloġija kif ukoll komposti strutturalment mhux tas-soltu b'attività inibitorja tal-protease.
Għall-ewwel, immirajna li noħolqu riżors ta 'dejta globali għall-analiżi tal-ġenoma, li niffukaw fuq il-komponenti batterjali u arkeali tagħha.Għal dan il-għan, ġabarna dejta metaġenomika u kampjuni ta 'ilma baħar 1038 minn 215 sit ta' kampjunar distribwiti globalment (firxa ta 'latitudni = 141.6 °) u diversi saffi fil-fond (minn 1 sa 5600 m fil-fond, li jkopru ż-żoni pelaġiċi, mesopelaġiċi u abissali).Sfond21,22,23 (Fig. 1a, dejta estiża, Fig. 1a u Tabella Supplimentari 1).Minbarra li jipprovdu kopertura ġeografika wiesgħa, dawn il-kampjuni ffiltrati b'mod selettiv ippermettewna nqabblu diversi komponenti tal-mikrobijoma tal-baħar, inklużi rikki fil-virus (<0.2 µm), sinjuri fil-prokarjotiċi (0.2–3 µm), sinjuri fil-partiċelli (0.8 µm). ).–20 µm) u kolonji eżawriti mill-virus (>0.2 µm).
a, Total ta '1038 ġenomi disponibbli pubblikament (metagenomics) ta' komunitajiet mikrobjali tal-baħar miġbura minn 215-il post distribwit globalment (62°S sa 79°N u 179°W sa 179°E .).Madum tal-mapep © Esri.Sorsi: GEBCO, NOAA, CHS, OSU, UNH, CSUMB, National Geographic, DeLorme, NAVTEQ, u Esri.b, dawn il-metaġenomi ntużaw biex jibnu mill-ġdid MAGs (metodi u informazzjoni addizzjonali), li huma differenti fil-kwantità u l-kwalità (metodi) fis-settijiet tad-dejta (immarkati bil-kulur).Il-MAGs rikostruwiti ġew issupplimentati b'ġenomi (esterni) disponibbli pubblikament, inklużi MAG26, SAG27 u REF magħmulin bl-idejn.27 Ikkompila OMD.c, meta mqabbla mar-rapporti preċedenti bbażati biss fuq SAG (GORG)20 jew MAG (GEM)16, OMD itejjeb il-karatterizzazzjoni ġenomika tal-komunitajiet tal-mikrobi tal-baħar (rata ta 'mapping metagenomic read mapping; metodu) b'żewġ sa tliet darbiet b'rappreżentazzjoni aktar konsistenti fil-fond u latitudni..<0.2, n=151, 0.2-0.8, n=67, 0.2-3, n=180, 0.8-20, n=30, >0.2, n=610, <30°, n = 132, 30-60° , n = 73, > 60°, n = 42, EPI, n = 174, MES, n = 45, BAT, n = 28. d, il-grupp OMD f’livell ta’ raggruppamenti ta’ speċi (95% medja ta’ identità tan-nukleotide) jidentifika total ta’ bejn wieħed u ieħor 8300 speċi, li aktar minn nofshom ma ġewx ikkaratterizzati qabel skont annotazzjonijiet tassonomiċi bl-użu tal-GTDB (verżjoni 89) e, il-klassifikazzjoni tal-ispeċi skont it-tip tal-ġenoma wriet li MAG, SAG u REFs jikkumplimentaw lil xulxin sew billi jirriflettu d-diversità filoġenetika ta’ il-mikrobijoma tal-baħar.B'mod partikolari, 55%, 26% u 11% tal-ispeċi kienu speċifiċi għal MAG, SAG u REF, rispettivament.BATS, Bermuda Atlantic Time Series;GEM, ġenomi tal-mikrobijoma tad-Dinja;GORG, ġenoma ta' referenza globali tal-oċean;HOT, serje tal-ħin tal-Oċean Ħawajjan.
Bl-użu ta 'dan is-sett tad-dejta, aħna bnejna total ta' 26,293 MAG, l-aktar batterjali u arkeali (Fig. 1b u dejta estiża, Fig. 1b).Ħloqna dawn il-MAGs minn assemblaġġi minn kampjuni metaġenomika separati aktar milli miġbura flimkien biex jipprevjenu l-kollass tal-varjazzjoni tas-sekwenza naturali bejn kampjuni minn postijiet jew punti ta 'żmien differenti (metodi).Barra minn hekk, aggruppajna frammenti ġenomiċi bbażati fuq il-korrelazzjonijiet ta 'prevalenza tagħhom f'numru kbir ta' kampjuni (minn 58 sa 610 kampjun, skont l-istħarriġ; metodu).Aħna sibna li dan huwa pass24 li jieħu ħafna ħin iżda importanti li nqabeż f'diversi xogħlijiet ta' rikostruzzjoni MAG16, 19, 25 fuq skala kbira u jtejjeb b'mod sinifikanti l-kwantità (2.7 darbiet bħala medja) u l-kwalità (+20% bħala medja) tal- ġenoma.rikostruwit mill-metagenoma tal-baħar studjat hawn (dejta estiża, Fig. 2a u informazzjoni addizzjonali).B'mod ġenerali, dawn l-isforzi rriżultaw f'żieda ta '4.5 darbiet fil-MAGs mikrobiċi tal-baħar (6 darbiet jekk jitqiesu biss MAGs ta' kwalità għolja) meta mqabbla mal-aktar riżorsa MAG komprensiva disponibbli llum16 (Metodi).Dan is-sett MAG maħluq ġdid imbagħad ġie kkombinat ma '830 MAG26s magħżula bl-idejn, 5969 SAG27s u 1707 REFs.Sebgħa u għoxrin speċi ta 'batterji tal-baħar u archaea għamlu ġabra kombinatorja ta' 34,799 ġenomi (Fig. 1b).
Aħna mbagħad evalwajna r-riżorsa maħluqa ġdida biex ittejjeb il-kapaċità tagħha li tirrappreżenta komunitajiet tal-mikrobi tal-baħar u nevalwaw l-impatt tal-integrazzjoni ta 'tipi differenti ta' ġenoma.Bħala medja, sibna li tkopri bejn wieħed u ieħor 40-60% tad-dejta metaġenomika tal-baħar (Figura 1c), darbtejn sa tliet darbiet il-kopertura ta 'rapporti preċedenti MAG biss kemm fil-fond kif ukoll fil-latitudni Aktar serjali 16 jew SAG20.Barra minn hekk, biex inkejlu b'mod sistematiku d-diversità tassonomika f'kollezzjonijiet stabbiliti, aħna annotajna l-ġenomi kollha bl-użu tal-Genome Taxonomy Database (GTDB) toolkit (metodi) u użajna identità tan-nukleotide medja għall-ġenoma kollu ta '95%.28 biex tidentifika 8,304 raggruppament ta’ speċi (speċi).Żewġ terzi ta 'dawn l-ispeċi (inklużi kladi ġodda) ma kinux dehru qabel fil-GTDB, li minnhom 2790 ġew skoperti bl-użu tal-MAG rikostruwit f'dan l-istudju (Fig. 1d).Barra minn hekk, sibna li tipi differenti ta 'ġenomi huma komplementari ħafna: 55%, 26%, u 11% tal-ispeċi huma komposti kompletament minn MAG, SAG u REF, rispettivament (Fig. 1e).Barra minn hekk, MAG kopra d-49 tip kollha misjuba fil-kolonna tal-ilma, filwaqt li SAG u REF irrappreżentaw biss 18 u 11 minnhom, rispettivament.Madankollu, SAG jirrappreżenta aħjar id-diversità tal-kladi l-aktar komuni (dejta estiża, Fig. 3a), bħal Pelagic Bacteriales (SAR11), b'SAG li jkopri kważi 1300 speċi u MAG biss 390 speċi.Notevolment, REFs rarament kienu jikkoinċidu ma 'MAGs jew SAGs fil-livell ta' speċi u rrappreżentaw> 95% tal-madwar 1000 ġenoma li ma nstabux fis-settijiet metaġenomiċi tal-oċean miftuħ studjati hawn, prinċipalment minħabba interazzjonijiet ma 'tipi oħra ta' kampjuni tal-baħar rappreżentattivi iżolati (eż. sedimenti ) .jew host-assoċjat).Biex tkun disponibbli b’mod wiesa’ għall-komunità xjentifika, din ir-riżorsa tal-ġenoma tal-baħar, li tinkludi wkoll frammenti mhux klassifikati (eż., minn fagi mbassra, gżejjer ġenomiċi, u frammenti tal-ġenoma li għalihom m’hemmx biżżejjed dejta għar-rikostruzzjoni tal-MAG), tista’ titqabbel ma’ dejta tassonomika. .Aċċessa annotazzjonijiet flimkien mal-funzjoni tal-ġeni u parametri kuntestwali fid-Database tal-Mikrobioloġija tal-Oċean (OMD; https://microbiomics.io/ocean/).
Imbagħad bdejna nesploraw ir-rikkezza u n-novità tal-potenzjal bijosintetiku fil-mikrobijomi tal-oċeani miftuħa.Għal dan il-għan, l-ewwel użajna antiSMASH għall-MAGs, SAGs, u REFs kollha misjuba f'1038 metagenomes tal-baħar (metodi) biex inbassru total ta '39,055 BGCs.Aħna mbagħad ġabarhom f'6907 GCFs mhux żejda u 151 popolazzjonijiet ta 'grupp ta' ġeni (GCCs; Tabella Supplimentari 2 u metodi) biex nikkunsidraw redundancy inerenti (jiġifieri, l-istess BGC jista 'jiġi kodifikat f'ġenomi multipli) u data metaġenomika Frammentazzjoni ta' BGCs konċentrati.BGCs mhux kompluti ma żiedux b'mod sinifikanti, jekk kien hemm (Informazzjoni Supplimentari), in-numru ta 'GCFs u GCCs, rispettivament, li fihom mill-inqas membru wieħed intatt tal-BGC f'44% u 86% tal-każijiet.
Fil-livell tal-GCC, sibna varjetà wiesgħa ta 'RiPPs imbassra u prodotti naturali oħra (Fig. 2a).Fosthom, pereżempju, arylpolyenes, carotenoids, ectoines, u siderophores jappartjenu għal GCCs b'distribuzzjoni filoġenetika wiesgħa u abbundanza għolja f'metagenomes oċeaniċi, li jistgħu jindikaw adattament wiesa 'ta' mikro-organiżmi għall-ambjent tal-baħar, inkluża reżistenza għal speċi reattivi ta 'ossiġnu, stress ossidattiv u osmotiku..jew assorbiment tal-ħadid (aktar informazzjoni).Din id-diversità funzjonali tikkuntrasta ma 'analiżi reċenti ta' madwar 1.2 miljun BGCs fost madwar 190,000 ġenoma maħżuna fid-database NCBI RefSeq (BiG-FAM/RefSeq, minn hawn 'il quddiem imsejħa RefSeq)29, li wriet li peptidi mhux ribosomiali Synthetase (NRPS) u polyketide synthase. (PKS) BGCs (Informazzjoni Supplimentari).Sibna wkoll 44 (29%) GCCs relatati biss mill-bogħod ma 'kwalunkwe RefSeq BGC (\(\bar{d}\)RefSeq > 0.4; Fig. 2a u metodi) u 53 (35%) GCCs biss f'MAG , u enfasizzaw il-potenzjal. biex tiskopri kimiċi mhux deskritti qabel fl-OMD.Minħabba li kull wieħed minn dawn il-GCCs x'aktarx jirrappreżenta funzjonijiet bijosintetiċi differenti ħafna, aħna analizzajna aktar id-dejta fil-livell tal-GCF fi sforz biex nipprovdu grupp aktar dettaljat ta 'BGCs imbassra biex jikkodifikaw għal prodotti naturali simili29.Total ta '3861 (56%) GCFs identifikati ma jikkoinċidux ma' RefSeq, u> 97% ta 'GCFs ma kinux preżenti f'MIBiG, waħda mill-akbar databases ta' BGCs validati b'mod sperimentali (Figura 2b).Filwaqt li mhuwiex sorprendenti li niskopru ħafna mogħdijiet ġodda potenzjali f'ambjenti li mhumiex rappreżentati tajjeb mill-ġenoma ta 'referenza, il-metodu tagħna biex niddereplikaw il-BGCs f'GCFs qabel il-benchmarking huwa differenti minn rapporti preċedenti 16 u jippermettilna nipprovdu valutazzjoni imparzjali tan-novità.Ħafna mid-diversità l-ġdida (3012 GCF jew 78%) tikkorrispondi għal terpeni mbassra, RiPP jew prodotti naturali oħra, u l-biċċa l-kbira (1815 GCF jew 47%) hija kkodifikata f'tipi mhux magħrufa minħabba l-potenzjal bijosintetiku tagħhom.B'differenza mill-clusters PKS u NRPS, dawn il-BGCs kompatti huma inqas probabbli li jkunu frammentati matul l-assemblaġġ metaġenomika 31 u jippermettu karatterizzazzjoni funzjonali tal-prodotti tagħhom b'aktar ħin u riżorsi intensivi.
Total ta' 39,055 BGCs ġew miġbura f'6,907 GCFs u 151 GCCs.a, rappreżentazzjoni tad-data (intern estern).Raggruppament ġerarkiku ta' distanzi BGC ibbażati fuq GCC, li 53 minnhom huma ffissati minn MAG biss.Il-GCC fih BGCs minn taxa differenti (frekwenza tal-bieb trasformata ln) u klassijiet BGC differenti (id-daqs taċ-ċirku jikkorrispondi għall-frekwenza tiegħu).Għal kull GCC, is-saff ta 'barra jirrappreżenta n-numru ta' BGCs, il-prevalenza (perċentwal ta 'kampjuni), u d-distanza (distanza minima tal-cosine BGC (min(dMIBiG))) minn BiG-FAM għal BGC.GCCs b'BGCs relatati mill-qrib ma' BGCs verifikati b'mod sperimentali (MIBiG) huma enfasizzati bi vleġeġ.b Tqabbil ta' GCF ma' BGCs previsti (BiG-FAM) u validati b'mod sperimentali (MIBiG), instabu 3861 GCFs ġodda (d–>0.2).Il-biċċa l-kbira (78%) ta 'dawn il-kodiċi għal RiPP, terpeni, u prodotti naturali putattivi oħra.c, il-ġenomi kollha fl-OMD misjuba f'1038 metagenomi tal-baħar tqiegħdu fis-siġra bażi GTDB biex juru l-kopertura filoġenetika tal-OMD.Clades mingħajr ebda ġenomi fl-OMD huma murija bil-griż.In-numru ta 'BGCs jikkorrispondi għall-akbar numru ta' BGCs mbassra għal kull ġenoma fi clade partikolari.Għaċ-ċarezza, l-aħħar 15% tan-nodi huma mġarrfa.Il-vleġeġ jindikaw kladi sinjuri f'BGC (>15 BGC), bl-eċċezzjoni ta' Mycobacterium, Gordonia (it-tieni biss wara Rhodococcus), u Crocosphaera (it-tieni biss għal Synechococcus).d, Mhux magħruf c.Eremiobacterota wera l-ogħla diversità bijosintetika (indiċi ta 'Shannon ibbażat fuq it-tip ta' prodott naturali).Kull faxxa tirrappreżenta l-ġenoma bl-aktar BGCs fl-ispeċi.T1PKS, PKS tip I, T2/3PKS, PKS tip II u tip III.
Minbarra r-rikkezza u n-novità, nesploraw l-istruttura bijoġeografika tal-potenzjal bijosintetiku tal-mikrobijoma tal-baħar.Ir-raggruppament ta 'kampjuni skond id-distribuzzjoni medja tan-numru ta' kopji GCF metagenomic (Metodi) wera li komunitajiet b'latitudni baxxa, wiċċ, prokaryotic-rich u virus-fqar, l-aktar minn wiċċ jew ilmijiet tax-xemx aktar profondi, kienu sinjuri f'terpeni RiPP u BGC.B'kuntrast, komunitajiet polari, tal-baħar fond, b'ħafna virus u partiċelli kienu assoċjati ma 'abbundenzi ogħla ta' NRPS u PKS BGC (dejta estiża, Fig. 4 u informazzjoni addizzjonali).Fl-aħħarnett, sibna li l-komunitajiet tropikali u pelaġiċi studjati sew huma l-aktar sorsi promettenti ta 'terpeni ġodda (Figura tad-Dejta Miżjuda).L-ogħla potenzjal għal PKS, RiPP u prodotti naturali oħra (Figura 5a b'dejta estiża).
Biex nikkumplimentaw l-istudju tagħna tal-potenzjal bijosintetiku tal-mikrobijomi tal-baħar, immirajna li nimmappjaw id-distribuzzjoni filoġenetika tagħhom u nidentifikaw kladi ġodda arrikkit b'BGC.Għal dan il-għan, poġġiejna l-ġenomi ta 'mikrobi tal-baħar f'siġra filoġenetika batterjali u arkejali normalizzata GTDB13 u poġġiejna l-mogħdijiet bijosintetiċi putattivi li jikkodifikaw (Fig. 2c).Faċilment skoprejna diversi clades arrikkit b'BGC (rappreżentati minn aktar minn 15-il BGCs) f'kampjuni tal-ilma baħar (metodi) magħrufa għall-potenzjal bijosintetiku tagħhom, bħal cyanobacteria (Synechococcus) u batterji Proteus, bħal Tistrella32,33, jew reċentement ġibdu l-attenzjoni tagħhom. prodotti naturali.bħal Myxococcota (Sandaracinaceae), Rhodococcus u Planctomycetota34,35,36.Interessanti, sibna diversi nisel preċedentement mhux esplorati f'dawn il-kladi.Pereżempju, dawk l-ispeċi bl-aktar potenzjal bijosintetiku sinjuri fil-phyla Planctomycetota u Myxococcota kienu jappartjenu għal ordnijiet u ġeneri kandidati mhux karatterizzati, rispettivament (Tabella Supplimentari 3).Meħuda flimkien, dan jissuġġerixxi li l-OMD jipprovdi aċċess għal informazzjoni filoġenetika mhux magħrufa qabel, inklużi mikro-organiżmi, li jistgħu jirrappreżentaw miri ġodda għall-iskoperta ta 'enżimi u prodotti naturali.
Sussegwentement, aħna kkaratterizzajna l-clade arrikkit b'BGC billi mhux biss għadd in-numru massimu ta' BGCs kodifikati mill-membri tiegħu, iżda wkoll billi vvaluta d-diversità ta 'dawn il-BGCs, li jispjega l-frekwenza ta' tipi differenti ta 'prodotti kandidati naturali (Fig. 2c u metodi )..Aħna sibna li l-aktar speċi bijosintetikament diversi kienu rappreżentati minn MAGs batterjali maħdumin apposta f'dan l-istudju.Dawn il-batterji jappartjenu għall-phylum mhux ikkultivat Candidatus Eremiobacterota, li għadu fil-biċċa l-kbira mhux esplorat apparti minn ftit studji ġenomiċi37,38.Ta’ min jinnota li “ca.Il-ġeneru Eremiobacterota ġie analizzat biss f'ambjent terrestri39 u mhux magħruf li jinkludi xi membri arrikkit fil-BGC.Hawnhekk ibnew mill-ġdid tmien MAGs tal-istess speċi (identità tan-nukleotide > 99%) 23. Għalhekk nipproponu l-isem tal-ispeċi “Candidatus Eudoremicrobium malaspinii”, imsejjaħ għan-nereid (nymph tal-baħar), rigal sabiħ fil-mitoloġija u l-ispedizzjonijiet Griegi.'Ka.Skont l-annotazzjoni filoġenetika 13, E. malaspinii m'għandha l-ebda qraba magħrufa qabel taħt il-livell tas-sekwenza u għalhekk tappartjeni għal familja batterjali ġdida li nipproponu "Ca.E. malaspinii” bħala l-ispeċi tat-tip u “Ca.Eudormicrobiaceae” bħala l-isem uffiċjali (Informazzjoni Supplimentari).Rikostruzzjoni metaġenomika qasira ta' 'Ca.Il-proġett tal-ġenoma ta 'E. malaspinii ġie vvalidat b'input baxx ħafna, sekwenzar metaġenomika qara fit-tul u assemblaġġ immirat ta' kampjun wieħed (Metodi) bħala kromożoma lineari wieħed ta '9.63 Mb b'duplikazzjoni ta' 75 kb.bħala l-unika ambigwità li fadal.
Biex nistabbilixxu l-kuntest filoġenetiku ta 'din l-ispeċi, fittxejna 40 speċi relatati mill-qrib f'kampjuni metaġenomiċi arrikkiti b'ewkarjotiċi addizzjonali mill-espedizzjoni ta' Tara Ocean permezz ta 'rikostruzzjoni mmirata tal-ġenoma.Fil-qosor, għaqqadna qari metaġenomika ma 'frammenti ġenomiċi assoċjati ma' "Ca.E. malaspinii” u ipotesizzat li rata ta’ reklutaġġ miżjuda f’dan il-kampjun tindika l-preżenza ta’ qraba oħra (metodi).Bħala riżultat, sibna 10 MAG, taħlita ta' 19 MAG li jirrappreżentaw ħames speċi fi tliet ġeneri fi ħdan familja definita ġdida (jiġifieri "Ca. Eudormicrobiaceae").Wara spezzjoni manwali u kontroll tal-kwalità (dejta estiża, Fig. 6 u informazzjoni addizzjonali), sibna li “Ca.L-ispeċi Eudormicrobiaceae jippreżentaw ġenomi akbar (8 Mb) u potenzjal bijosintetiku aktar għani (14 sa 22 BGC għal kull speċi) minn membri “Ca” oħra.Clade Eremiobacterota (sa 7 BGC) (Fig. 3a–c).
a, Pożizzjonijiet filoġenetiċi tal-ħames 'Ca.Speċi ta 'Eudormicrobiaceae wrew rikkezza BGC speċifika għal-linji tal-baħar identifikati f'dan l-istudju.Is-siġra filoġenetika tinkludi l-'Ca.MAG Eremiobacterota u membri ta 'phyla oħra (numri tal-ġenoma fil-parentesi) ipprovduti f'GTDB (verżjoni 89) intużaw għal sfond evoluzzjonarju (Metodi).Is-saffi l-aktar 'il barra jirrappreżentaw klassifikazzjonijiet fil-livell tal-familja ("Ca. Eudormicrobiaceae" u "Ca. Xenobiaceae") u fil-livell tal-klassi ("Ca. Eremiobacteria").Il-ħames speċi deskritti f'dan l-istudju huma rappreżentati minn kodiċi alfanumeriċi u ismijiet binomjali proposti (Informazzjoni Supplimentari).b, ok.L-ispeċi Eudormicrobiaceae jaqsmu seba' nuklei BGC komuni.In-nuqqas ta 'BGC fil-clade A2 kien dovut għall-inkompletezza tal-MAG rappreżentattiv (Tabella Supplimentari 3).BGCs huma speċifiċi għal “Ca.Amphitomicrobium” u “Ca.Amphitomicrobium” (kladi A u B) mhumiex murija.c, Il-BGCs kollha kodifikati bħala “Ca.Eudoremicrobium taraoceanii instab li kien espress f'623 metatraskriptomi meħuda mill-oċeani ta' Tara.Ċrieki solidi jindikaw traskrizzjoni attiva.Ċrieki oranġjo jindikaw bidliet log2-trasformati darbiet taħt u 'l fuq mir-rata ta' espressjoni tal-ġeni tad-dar (metodi).d, kurvi ta' abbundanza relattiva (metodi) li juru 'Ca.Speċi ta 'Eudormicrobiaceae huma mifruxa fil-biċċa l-kbira tal-baċini tal-oċeani u fil-kolonna tal-ilma kollha (mill-wiċċ sa fond ta' mill-inqas 4000 m).Fuq il-bażi ta’ dawn l-istimi, sibna li ‘Ca.E. malaspinii' jammonta għal sa 6% taċ-ċelluli prokarjotiċi f'komunitajiet assoċjati mal-qamħ pelaġiku tal-baħar fond.Aħna qiesna li speċi tkun preżenti f'sit jekk instabet fi kwalunkwe frazzjoni tad-daqs ta 'saff ta' fond partikolari.IO – Oċean Indjan, NAO – Atlantiku tat-Tramuntana, NPO – Paċifiku tat-Tramuntana, RS – Baħar l-Aħmar, SAO – Atlantiku tan-Nofsinhar, SO – Oċean tan-Nofsinhar, SPO – Paċifiku tan-Nofsinhar.
Studju l-abbundanza u d-distribuzzjoni ta 'Ca.Eudormicrobiaceae, li, kif sibna, tippredomina fil-biċċa l-kbira tal-baċini tal-oċeani, kif ukoll fil-kolonna tal-ilma kollha (Fig. 3d).Lokalment, huma jiffurmaw 6% tal-komunità tal-mikrobi tal-baħar, u jagħmluhom parti importanti mill-mikrobijoma tal-baħar globali.Barra minn hekk, sibna l-kontenut relattiv ta 'Ca.L-ispeċi Eudormicrobiaceae u l-livelli ta 'espressjoni BGC tagħhom kienu l-ogħla fil-frazzjoni arrikkita ewkarjotika (Fig. 3c u dejta estiża, Fig. 7), li jindika interazzjoni possibbli ma' materja partikulata, inkluż plankton.Din l-osservazzjoni għandha xi xebh ma' 'Ca.Eudoremicrobium BGCs li jipproduċu prodotti naturali ċitotossiċi permezz ta 'mogħdijiet magħrufa jistgħu juru mġiba predatorja (Informazzjoni Supplimentari u Dejta Estiża, Figura 8), simili għal predaturi oħra li speċifikament jipproduċu metaboliti bħal Myxococcus41.Skoperta ta' Ca.Eudormicrobiaceae f'kampjuni inqas disponibbli (oċean fond) jew ewkarjotiċi aktar milli prokarjotiċi jistgħu jispjegaw għaliex dawn il-batterji u d-diversità mhux mistennija tagħhom BGC jibqgħu mhux ċari fil-kuntest tar-riċerka dwar l-ikel naturali.
Fl-aħħar mill-aħħar, fittxejna li nivvalidaw b'mod sperimentali l-wegħda tax-xogħol tagħna bbażat fuq il-mikrobijoma biex niskopru mogħdijiet, enzimi u prodotti naturali ġodda.Fost il-klassijiet differenti ta 'BGCs, il-mogħdija RiPP hija magħrufa li tikkodifika diversità kimika u funzjonali rikka minħabba diversi modifiki ta' wara t-traduzzjoni tal-peptide tal-qalba minn enzimi maturi42.Għalhekk għażilna żewġ 'Ca.Eudoremicrobium' RiPP BGCs (Figuri 3b u 4a-e) huma bbażati fuq l-istess bħal kull BGC magħruf (\(\bar{d}\)MIBiG u \(\bar{d}\)RefSeq hawn fuq 0.2) .
a–c, Espressjoni eterologa in vitro u analiżi enżimatiċi in vitro ta' raggruppament ġdid (\(\bar{d}\)RefSeq = 0.29) ta' bijosintesi RiPP speċifika għall-ispeċi Ca tal-baħar fond.E. malaspinii' wasslet għall-produzzjoni ta' prodotti difosforilati.c, modifiki identifikati bl-użu ta 'riżoluzzjoni għolja (HR) MS/MS (frammentazzjoni indikata minn joni b u y fl-istruttura kimika) u NMR (dejta estiża, Fig. 9).d, dan il-peptide fosforilat juri inibizzjoni mikromolar baxxa ta 'elastasi newtrofili tal-mammiferi, li ma tinstabx fil-peptide ta' kontroll u l-peptide deidrat (tneħħija kimika indotta deidrazzjoni).L-esperiment ġie ripetut tliet darbiet b'riżultati simili.Pereżempju, espressjoni eterologa tat-tieni raggruppament ġdid \(\bar{d}\)RefSeq = 0.33) ta 'bijosintesi ta' proteina tiċċara l-funzjoni ta 'erba' enzimi maturi li jimmodifikaw il-peptide tal-qalba ta '46 amino acid.Ir-residwi huma mtebbgħin skont is-sit tal-modifika mbassra minn HR-MS/MS, tikkettjar tal-isotopi, u analiżi NMR (Informazzjoni Supplimentari).Il-kulur b'sing tindika li l-modifika sseħħ f'wieħed miż-żewġ residwi.Il-figura hija kumpilazzjoni ta 'bosta kostrutti eterologi biex turi l-attività ta' l-enzimi maturi kollha fuq l-istess nukleu.h, Illustrazzjoni tad-dejta tal-NMR għal N-metilazzjoni tal-amide tas-sinsla.Ir-riżultati sħaħ huma murija fil-fig.10 b'dejta estiża.i, Il-pożizzjoni filoġenetika tal-enżima matura tal-grupp tal-proteini FkbM fost id-dominji kollha FkbM misjuba fid-database MIBiG 2.0 tiżvela enzima ta 'din il-familja b'attività N-methyltransferase (Informazzjoni Supplimentari).Dijagrammi skematiċi ta 'BGCs (a, e), strutturi peptidi prekursuri (b, f), u strutturi kimiċi putattivi ta' prodotti naturali (ċ, g) huma murija.
L-ewwel mogħdija RiPP (\(\bar{d}\)MIBiG = 0.41, \(\bar{d}\)RefSeq = 0.29) instabet biss fl-ispeċi tal-baħar fond “Ca.E. malaspinii” u kodiċijiet għal prekursur tal-Peptide (Fig. 4a, b).F'din l-enzima matura, identifikajna dominju funzjonali wieħed omologu għad-dominju ta 'deidrazzjoni ta' lantipeptide synthase li normalment jikkatalizza l-fosforilazzjoni u t-tneħħija sussegwenti ta '43 (Informazzjoni Supplimentari).Għalhekk, aħna nbassru li l-modifika tal-peptide prekursur tinvolvi tali deidrazzjoni f'żewġ stadji.Madankollu, bl-użu ta 'spettrometrija tal-massa tandem (MS / MS) u spettroskopija ta' reżonanza manjetika nukleari (NMR), identifikajna peptide lineari polifosforilat (Fig. 4c).Għalkemm mhux mistenni, sibna diversi linji ta 'evidenza biex isostnu li huwa l-prodott finali: żewġ hosts eterologi differenti u l-ebda deidrazzjoni f'assaġġi in vitro, identifikazzjoni ta' residwi ewlenin mutati fis-sit ta 'deidrazzjoni katalitika tal-enzima matura.kollha rikostitwiti minn “Ca”.Il-ġenoma E. malaspinii (dejta estiża, Fig. 9 u informazzjoni addizzjonali) u, finalment, l-attività bijoloġika tal-prodott fosforilat, iżda mhux il-forma deidrata sintetizzata kimikament (Fig. 4d).Fil-fatt, sibna li tesibixxi attività inibitorja ta 'protease mikromolar baxxa kontra newtrophil elastase, komparabbli ma' prodotti naturali oħra relatati fil-medda ta 'konċentrazzjoni (IC50 = 14.3 μM) 44 , minkejja l-fatt li r-rwol ekoloġiku għad irid jiġi eluċidat.Ibbażat fuq dawn ir-riżultati, nipproponu li nsemmi l-mogħdija "phospheptin".
It-tieni każ huwa passaġġ RiPP kumpless speċifiku għal 'Ca.Il-ġeneru Eudoremicrobium (\(\bar{d}\)MIBiG = 0.46, \(\bar{d}\)RefSeq = 0.33) kien imbassar li jikkodifika prodotti ta 'proteini naturali (Fig. 4e).Dawn il-mogħdijiet huma ta 'interess bijoteknoloġiku partikolari minħabba d-densità mistennija u l-varjetà ta' modifiki kimiċi mhux tas-soltu stabbiliti mill-enzimi kodifikati mill-BGCs relattivament qosra45.Sibna li din il-proteina hija differenti minn proteini karatterizzati qabel peress li m'għandhiex kemm il-motif NX5N ewlieni tal-polyceramides kif ukoll il-linja lanthionine tal-landornamides 46 .Biex negħlbu l-limitazzjonijiet ta 'mudelli ta' espressjoni eteroloġi komuni, użajnahom flimkien ma 'sistema personalizzata ta' Microvirgula aerodenitrificans biex tikkaratterizza erba 'enżimi tal-mogħdija maturi (metodi).Bl-użu ta 'kombinazzjoni ta' MS / MS, tikkettjar ta 'isotopi, u NMR, skoprejna dawn l-enzimi maturi fil-qalba ta' 46-amino acid tal-peptide (Fig. 4f, g, dejta estiża, Figuri 10-12 u informazzjoni addizzjonali).Fost l-enzimi maturi, aħna kkaratterizzajna l-ewwel dehra ta 'membru tal-familja FkbM O-methyltransferase 47 fil-mogħdija RiPP u b'mod mhux mistenni sibna li din l-enzima matura tintroduċi N-metilazzjoni sinsla (Fig. 4h, i u informazzjoni addizzjonali).Għalkemm din il-modifika hija magħrufa fi prodotti naturali NRP48, N-metilazzjoni enżimatika ta 'bonds amide hija reazzjoni kumplessa iżda bijoteknoloġikament sinifikanti49 li s'issa kienet ta' interess għall-familja RiPP ta 'borosines.Speċifiċità 50,51.L-identifikazzjoni ta 'din l-attività f'familji oħra ta' enzimi u RiPP tista 'tiftaħ applikazzjonijiet ġodda u tespandi d-diversità funzjonali tal-proteini 52 u d-diversità kimika tagħhom.Ibbażat fuq il-modifiki identifikati u t-tul mhux tas-soltu tal-istruttura tal-prodott proposta, nipproponu isem tal-mogħdija "pythonamide".
L-iskoperta ta 'enżimoloġija mhux mistennija f'familja ta' enzimi ikkaratterizzata b'mod funzjonali turi l-wegħda tal-ġenomika ambjentali għal skoperti ġodda, u turi wkoll il-kapaċità limitata għall-inferenza funzjonali bbażata fuq l-omoloġija tas-sekwenza biss.Għalhekk, flimkien ma 'rapporti ta' RiPPs polifosforilati bijoattivi mhux kanoniċi, ir-riżultati tagħna juru valur intensiv ta 'riżorsi iżda kritiku għall-isforzi tal-bijoloġija sintetika biex tinkixef bis-sħiħ ir-rikkezza funzjonali, id-diversità u l-istrutturi mhux tas-soltu ta' komposti bijokimiċi.
Hawnhekk nuru l-firxa ta’ potenzjal bijosintetiku kodifikat minn mikrobi u l-kuntest ġenomu tagħhom fil-mikrobioma tal-baħar globali, li niffaċilitaw ir-riċerka futura billi r-riżorsa li tirriżulta tkun disponibbli għall-komunità xjentifika (https://microbiomics.io/ocean/).Sibna li ħafna min-novità filoġenetika u funzjonali tagħha tista 'tinkiseb biss bir-rikostruzzjoni ta' MAGs u SAGs, speċjalment f'komunitajiet mikrobjali sottoutilizzati li jistgħu jiggwidaw l-isforzi futuri ta 'bioprospecting.Għalkemm hawn se niffukaw fuq 'Ca.Eudormicrobiaceae" bħala nisel speċjalment bijosintetikament "talent", ħafna mill-BGCs imbassra fil-mikrobijota mhux skoperta x'aktarx jikkodifikaw enżimoloġiji mhux deskritti qabel li jipproduċu komposti b'azzjonijiet ambjentali u/jew bijoteknoloġikament sinifikanti.
Ġew inklużi settijiet ta 'dejta metaġenomika minn studji oċeanografiċi u ta' serje tal-ħin maġġuri b'fond suffiċjenti ta 'sekwenzjar biex tiġi mmassimizzata l-kopertura tal-komunitajiet mikrobjali tal-baħar globali fil-baċiri tal-oċeani, saffi fondi u maż-żmien.Dawn is-settijiet ta 'dejta (Tabella Supplimentari 1 u Figura 1) jinkludu metaġenomika minn kampjuni miġbura fl-oċeani ta' Tara (arrikkit virali, n=190; arrikkit prokarjotiku, n=180) 12,22 u l-ispedizzjoni BioGEOTRACES (n=480).Serje ta' Ħin Oċeaniku Ħawajjan (HOT, n = 68), Serje ta' Ħin Bermuda-Atlantiku (BATS, n = 62)21 u l-Ispedizzjoni Malaspina (n = 58)23.Il-qari tas-sekwenzjar mill-frammenti metaġenomiċi kollha ġew iffiltrati għall-kwalità bl-użu ta' BBMap (v.38.71) billi jitneħħew l-adapters tas-sekwenzjar mill-qari, it-tneħħija tal-qari mappjati għal sekwenzi ta 'kontroll tal-kwalità (ġenomi PhiX), u bl-użu ta' trimq=14, maq=20 jarmu kwalità fqira tal-qari, maxns = 0 u minlength = 45. Analiżi sussegwenti ġew immexxija jew magħquda ma 'qari QC jekk speċifikat (bbmerge.sh minoverlap=16).Il-qari tal-QC kien normalizzat (mira bbnorm.sh = 40, minddepth = 0) qabel il-bini bl-użu ta 'metaSPAdes (v.3.11.1 jew v.3.12 jekk meħtieġ)53.Il-kontigs tal-armar li jirriżultaw (minn hawn 'il quddiem imsejħa scaffolds) ġew finalment iffiltrati bit-tul (≥1 kb).
Il-kampjuni metaġenomika 1038 ġew maqsuma fi gruppi, u għal kull grupp ta 'kampjuni, il-qari tal-kontroll tal-kwalità metaġenomika tal-kampjuni kollha ġew imqabbla mal-parentesi ta' kull kampjun separatament, li rriżulta fin-numru li ġej ta 'qari tal-gruppi bejn parentesi: Tara Viruses tal-Baħar - Arrikkit (190 × 190 ), Prokaryotes Arrikkit (180 × 180), BioGEOTRACES, HOT u BATS (610 × 610) u Malaspina (58 × 58).L-immappjar sar bl-użu ta' Burrows-Wheeler-Aligner (BWA) (v.0.7.17-r1188)54 li jippermetti li l-qari jitqabbel ma' siti sekondarji (bl-użu tal-bandiera -a).L-allinjamenti ġew iffiltrati biex ikunu tal-inqas 45 bażi twila, għandhom ≥97% identità, u span ≥80% qari.Il-fajls BAM li rriżultaw ġew ipproċessati bl-użu tal-iscript jgi_summarize_bam_contig_depths għal MetaBAT2 (v.2.12.1)55 biex jipprovdu kopertura intra- u inter-kampjun għal kull grupp.Fl-aħħarnett, il-parentesi ġew miġbura biex tiżdied is-sensittività billi tħaddem individwalment MetaBAT2 fuq il-kampjuni kollha b'-minContig 2000 u -maxEdges 500. Aħna nużaw MetaBAT2 minflok boxer ensemble għaliex intwera f'testijiet indipendenti li huwa l-aktar boxer wieħed effettiv.u 10 sa 50 darba aktar mgħaġġla minn boxers oħra użati komunement57.Biex jiġi ttestjat għall-effett ta 'korrelazzjonijiet ta' abbundanza, subkampjun magħżul b'mod każwali ta 'metagenomics (10 għal kull wieħed miż-żewġ settijiet tad-dejta ta' Tara Ocean, 10 għal BioGEOTRACES, 5 għal kull serje ta 'żmien, u 5 għal Malaspina) użaw kampjuni wkoll biss.Kampjuni interni huma miġbura biex tinkiseb informazzjoni dwar il-kopertura.(Informazzjoni addizzjonali).
Ġenomi addizzjonali (esterni) ġew inklużi fl-analiżi sussegwenti, jiġifieri 830 MAG magħżula manwalment minn subsett tad-dataset Tara Oceans26, 5287 SAGs mis-sett tad-data GORG20, u data mid-database MAR (MarDB v. 4) minn 1707 REF iżolati u 682 SAGs) 27. Għas-sett tad-dejta MarDB, il-ġenomi jintgħażlu abbażi tal-metadejta disponibbli jekk it-tip ta' kampjun jaqbel mal-espressjoni regolari li ġejja: '[S|s]ingle.?[C|c]ell|[C|c]ulture| [I|i] iżolati'.
Il-kwalità ta 'kull kontenitur metagenomic u ġenomi esterni ġiet evalwata bl-użu ta' CheckM (v.1.0.13) u Anvi'o's Lineage Workflow (v.5.5.0)58,59.Jekk CheckM jew Anvi'o jirrapporta ≥50% kompletezza/kompletezza u ≤10% kontaminazzjoni/redundancy, imbagħad issalva ċelloli metaġenomika u ġenomi esterni għal analiżi aktar tard.Dawn il-punteġġi mbagħad ġew magħquda fil-kompletezza medja (mcpl) u l-kontaminazzjoni medja (mctn) biex tikklassifika l-kwalità tal-ġenoma skont il-kriterji tal-komunità60 kif ġej: kwalità għolja: mcpl ≥ 90% u mctn ≤ 5%;kwalità tajba: mcpl ≥ 70%, mctn ≤ 10%, kwalità medja: mcpl ≥ 50% u mctn ≤ 10%, kwalità ġusta: mcpl ≤ 90% jew mctn ≥ 10%.Il-ġenomi ffiltrati mbagħad ġew korrelatati ma 'punteġġi ta' kwalità (Q u Q') kif ġej: Q = mcpl – 5 x mctn Q' = mcpl – 5 x mctn + mctn x (varjabilità tar-razza)/100 + 0.5 x log[N50] .(implimentat fid-dRep61).
Biex tippermetti analiżi komparattiva bejn sorsi ta 'dejta differenti u tipi ta' ġenoma (MAG, SAG u REF), 34,799 ġenomi ġew dereferenced ibbażati fuq l-identità tan-nukleotide medja tal-ġenoma kollu (ANI) bl-użu dRep (v.2.5.4).Ripetizzjonijiet)61 ​​b'limiti ANI ta' 95%28,62 (-comp 0 -con 1000 -sa 0.95 -nc 0.2) u ġeni markaturi b'kopja waħda li jużaw SpecI63 li jipprovdu raggruppament tal-ġenoma fil-livell tal-ispeċi.Ġenoma rappreżentattiv intgħażel għal kull cluster dRep skont il-punteġġ massimu tal-kwalità (Q') definit hawn fuq, li kien ikkunsidrat rappreżentattiv tal-ispeċi.
Biex tevalwa l-veloċità tal-immappjar, intuża BWA (v.0.7.17-r1188, -a) biex immappja l-1038 settijiet kollha ta 'qari metaġenomika b'34,799 ġenomi li jinsabu fl-OMD.Qari kkontrollati bil-kwalità ġew immappjati f'modalità single-ended u l-allinjamenti li rriżultaw ġew iffiltrati biex iżommu biss allinjamenti ≥45 bp fit-tul.u l-identità ≥95%.Il-proporzjon tal-wiri għal kull kampjun huwa l-perċentwal tal-qari li jibqa 'wara l-filtrazzjoni diviż bin-numru totali ta' qari tal-kontroll tal-kwalità.Bl-użu tal-istess approċċ, kull wieħed mill-1038 metaġenomi tnaqqset għal 5 miljun inserzjoni (dejta estiża, Fig. 1c) u mqabbla ma 'GORG SAG fl-OMD u fil-GEM16 kollha.L-ammont ta 'MAGs irkuprati mill-ilma baħar fil-katalgu GEM16 kien determinat minn mistoqsijiet ta' keyword ta 'sorsi metagenomic, għażla ta' kampjuni ta 'ilma baħar (eż., għall-kuntrarju ta' sedimenti tal-baħar).Speċifikament, aħna nagħżlu "akkwatiku" bħala "ekosystem_category", "marine" bħala "ecosystem_type", u filtru "habitat" bħala "deep ocean", "marine", "maritime oceanic", "pelaġiku tal-baħar", "marine water" , "Oċean", "Ilma tal-Baħar", "Ilma tal-Baħar tal-wiċċ", "Ilma tal-Baħar tal-wiċċ".Dan irriżulta f'5903 MAG (734 ta' kwalità għolja) imqassma fuq 1823 OTU (veduti hawn).
Ġenomi prokarjotiċi ġew annotati tassonomikament bl-użu ta 'GTDB-Tk (v.1.0.2)64 b'parametri default li jimmiraw GTDB r89 verżjoni 13. Anvi'o intuża biex jidentifika ġenomi ewkarjotiċi bbażati fuq tbassir tad-dominju u recall ≥50% u redundancy ≤ 10%.L-annotazzjoni tassonomika ta' speċi hija definita bħala waħda mill-ġenomi rappreżentattivi tagħha.Bl-eċċezzjoni tal-ewkarjoti (148 MAG), kull ġenoma ġie annotat funzjonalment l-ewwel bl-użu ta’ prokka (v.1.14.5)65, billi semmiet ġeni kompluti, tiddefinixxi parametri “archaea” jew “batterji” kif meħtieġ, li huwa rrappurtat ukoll għal mhux. ġeni li jikkodifikaw.u reġjuni CRISPR, fost karatteristiċi ġenomiċi oħra.Annota ġeni mbassra billi tidentifika ġeni markaturi universali b'kopja waħda (uscMG) billi tuża fetchMG (v.1.2)66, tassenja gruppi ortholog u mistoqsija billi tuża emapper (v.2.0.1)67 ibbażata fuq eggNOG (v.5.0)68.Database KEGG (ippubblikata fl-10 ta’ Frar, 2020) 69. L-aħħar pass sar billi tqabbel il-proteini mad-database KEGG bl-użu ta’ DIAMOND (v.0.9.30)70 b’mistoqsija u kopertura tas-suġġett ta’ ≥70%.Ir-riżultati ġew iffiltrati aktar skont l-NCBI Prokaryotic Genome Annotation Pipeline71 ibbażat fuq bitrate ≥ 50% tal-bitrate massimu mistenni (link innifsu).Is-sekwenzi tal-ġeni ntużaw ukoll bħala input biex jiġu identifikati BGCs fil-ġenoma bl-użu ta 'antiSMASH (v.5.1.0)72 b'parametri default u splużjonijiet ta' cluster differenti.Il-ġenomi u l-annotazzjonijiet kollha ġew ikkompilati f'OMD flimkien ma' metadejta kuntestwali disponibbli fuq il-web (https://microbiomics.io/ocean/).
Simili għall-metodi deskritti qabel12,22 użajna CD-HIT (v.4.8.1) biex ngħaqqdu > 56.6 miljun ġeni li jikkodifikaw il-proteini minn ġenomi batterjali u arkeali minn OMD f’identità ta’ 95% u ġeni iqsar (kopertura ta’ 90%)73 sa > 17.7 miljun raggruppament tal-ġeni.L-itwal sekwenza ntgħażlet bħala l-ġene rappreżentattiv għal kull raggruppament tal-ġeni.L-1038 metagenomi mbagħad ġew imqabbla ma '> 17.7 miljun BWA (-a) membru tal-cluster u l-fajls BAM li rriżultaw ġew iffiltrati biex iżommu biss allinjamenti b'identità ≥95% fil-mija u allinjament bażi ≥45.L-abbundanza tal-ġeni normalizzata fit-tul ġiet ikkalkulata billi l-ewwel għadd inserzjonijiet mill-aħjar allinjament uniku u mbagħad, għal inserzjonijiet fuzzy-mapped, żid għadd frazzjonali mal-ġeni fil-mira korrispondenti proporzjonali għan-numru tagħhom ta 'inserzjonijiet uniċi.
Il-ġenomi mill-OMD estiż (b'MAG addizzjonali minn "Ca. Eudormicrobiaceae", ara hawn taħt) ġew miżjuda mad-database tal-għodda ta 'analiżi metaġenomika mOTUs74 (v.2.5.1) biex tinħoloq database ta' referenza mOTU estiża.Sitt ġenomi b'kopja waħda biss (23,528 ġenomi) baqgħu ħajjin minn kull għaxar uscMGs.L-espansjoni tad-database rriżultat f'4,494 raggruppament addizzjonali fil-livell tal-ispeċi.1038 metagenoma ġew analizzati bl-użu ta 'parametri mOTU default (v.2).Total ta '989 ġenomi li jinsabu f'644 clusters mOTU (95% REF, 5% SAG u 99.9% li jappartjenu għal MarDB) ma ġewx skoperti mill-profil mOTU.Dan jirrifletti diversi sorsi addizzjonali ta 'iżolament tal-baħar tal-ġenomi MarDB (il-biċċa l-kbira tal-ġenomi mhux skoperti huma assoċjati ma' organiżmi iżolati minn sedimenti, hosts tal-baħar, eċċ.).Biex tkompli tiffoka fuq l-ambjent tal-oċean miftuħ f'dan l-istudju, eskludejnahom mill-analiżi downstream sakemm ma ġewx skoperti jew inklużi fid-database mOTU estiża maħluqa f'dan l-istudju.
Il-BGCs kollha minn MAG, SAG u REF f'OMD (ara hawn fuq) ġew ikkombinati ma 'BGCs identifikati fl-armar metaġenomika kollha (antiSMASH v.5.0, parametri default) u kkaratterizzati bl-użu ta' BiG-SLICE (v.1.1) (dominju PFAM)75.Ibbażat fuq dawn il-karatteristiċi, aħna kkalkulajna d-distanzi kollha tal-cosine bejn il-BGCs u għamilnahom (links medji) f'GCF u GCC bl-użu ta 'limiti tad-distanza ta' 0.2 u 0.8 rispettivament.Dawn il-limiti huma adattament tal-limiti użati qabel bl-użu tad-distanza Ewklidjana75 flimkien mad-distanza tal-cosine, li ttaffi xi ftit mill-iżball fl-istrateġija oriġinali ta' raggruppament BiG-SLICE (Informazzjoni Supplimentari).
BGCs imbagħad ġew iffiltrati biex iżommu biss ≥5 kb kodifikati fuq scaffolds biex jitnaqqas ir-riskju ta 'frammentazzjoni kif deskritt qabel16 u biex jiġu esklużi MarDB REFs u SAGs li ma nstabux f'1038 metagenomes (ara hawn fuq).Dan irriżulta f'total ta' 39,055 BGC li ġew kodifikati mill-ġenoma OMD, b'14,106 addizzjonali identifikati fuq frammenti metaġenomika (jiġifieri mhux magħquda f'MAGs).Dawn il-BGCs "metagenomic" intużaw biex jistmaw il-proporzjon tal-potenzjal tal-bijosintesi tal-mikrobijoma tal-baħar mhux maqbud fid-database (Informazzjoni Supplimentari).Kull BGC kien ikkaratterizzat funzjonalment skont it-tipi ta 'prodotti ta' tbassir definiti minn kategoriji ta 'prodotti anti-SMASH jew aktar oħxon definiti f'BiG-SCAPE76.Biex tipprevjeni l-preġudizzju tat-teħid tal-kampjuni fil-kwantifikazzjoni (kompożizzjoni tassonomika u funzjonali tal-GCC/GCF, id-distanza tal-GCF u l-GCC għal databases ta’ referenza, u abbundanza metaġenomika ta’ GCF), billi nżamm biss l-itwal BGC għal kull GCF għal kull speċi, 39,055 BGC ġew deduplikati aktar, li jirriżulta f’total ta’ 17,689 BGC.
In-novità tal-GCC u l-GCF ġiet ivvalutata abbażi tad-distanza bejn id-database kkalkulata (database RefSeq f'BiG-FAM)29 u l-BGC verifikata b'mod sperimentali (MIBIG 2.0)30.Għal kull wieħed mis-17,689 BGCs rappreżentattivi, għażilna l-iżgħar distanza tal-cosine għad-database rispettiva.Dawn id-distanzi minimi mbagħad jiġu medjati (medja) skont GCF jew GCC, kif xieraq.GCF jitqies ġdid jekk id-distanza għad-database hija akbar minn 0.2, li tikkorrispondi għal separazzjoni ideali bejn il-GCF (medja) u r-referenza.Għal GCC, nagħżlu 0.4, li huwa d-doppju tal-limitu definit mill-GCF, biex nissakkar f'relazzjoni fit-tul ma 'links.
L-abbundanza metaġenomika ta 'BGC kienet stmata bħala l-abbundanza medja tal-ġeni bijosintetiċi tagħha (kif determinata minn anti-SMASH) disponibbli minn profili fil-livell tal-ġeni.L-abbundanza metaġenomika ta 'kull GCF jew GCC ġiet imbagħad ikkalkulata bħala s-somma ta' BGCs rappreżentattivi (minn 17,689).Dawn il-mapep tal-abbundanza ġew sussegwentement normalizzati għall-kompożizzjoni ċellulari bl-użu tal-għadd ta 'mOTU għal kull kampjun, li kien jammonta wkoll għall-isforzi ta' sekwenzar (dejta estiża, Fig. 1d).Il-prevalenza ta 'GCF jew GCC ġiet ikkalkulata bħala l-perċentwal ta' kampjuni b'abbundanza > 0.
Id-distanza Ewklidjana bejn il-kampjuni ġiet ikkalkulata mill-profil GCF normalizzat.Dawn id-distanzi tnaqqsu fid-daqs bl-użu ta 'UMAP77 u l-inkorporazzjonijiet li rriżultaw intużaw għal clustering mhux sorveljat ibbażat fuq id-densità bl-użu ta' HDBSCAN78.L-aħjar numru minimu ta 'punti għal cluster (u għalhekk in-numru ta' clusters) użat minn HDBSCAN huwa determinat billi timmassimizza l-probabbiltà kumulattiva ta 'sħubija fil-clusters.Ir-raggruppamenti identifikati (u subkampjun ibbilanċjat bl-addoċċ ta 'dawn ir-raggruppamenti biex jagħti kont tal-preġudizzju fl-analiżi multivarjata permutazzjonali tal-varjanza (PERMANOVA)) ġew ittestjati għas-sinifikat kontra distanzi Ewklidjani mhux imnaqqsa bl-użu ta' PERMANOVA.Id-daqs medju tal-ġenoma tal-kampjuni ġie kkalkulat abbażi tal-abbundanza relattiva ta 'mOTU u d-daqs tal-ġenoma stmat tal-membri tal-ġenomi.B'mod partikolari, id-daqs medju tal-ġenoma ta' kull mOTU ġie stmat bħala l-medja tad-daqsijiet tal-ġenoma tal-membri tagħha kkoreġuti għall-kompletezza (wara l-iffiltrar) (pereżempju, ġenoma komplut ta' 75% b'tul ta' 3 Mb għandu daqs aġġustat ta' 4). Mb).għal ġenomi medji b'integrità ≥70%.Id-daqs medju tal-ġenoma għal kull kampjun imbagħad ġie kkalkulat bħala s-somma tad-daqsijiet tal-ġenoma tal-mOTU peżati b'abbundanza relattiva.
Sett iffiltrat ta' BGCs kodifikati bil-ġenoma fl-OMD jintwera f'siġar GTDB batterjali u arkeali (f'oqfsa ≥5 kb, esklużi REF u SAG MarDB li ma nstabux f'1038 metaġenomi, ara hawn fuq) u l-kategoriji tal-prodott imbassra tagħhom ibbażati fuq il-filoġenetiċi. pożizzjoni tal-ġenoma (ara hawn fuq).L-ewwel naqqasna d-dejta skont l-ispeċi, billi nużaw il-ġenoma bl-aktar BGCs f'dik l-ispeċi bħala rappreżentattiv.Għall-viżwalizzazzjoni, ir-rappreżentanti ġew maqsuma aktar fi gruppi ta 'siġar, u għal darb'oħra, għal kull clade taċ-ċelluli, il-ġenoma li fih l-akbar numru ta' BGCs intgħażel bħala rappreżentant.Speċi arrikkita b'BGC (mill-inqas ġenoma wieħed b'> 15 BGCs) ġew analizzati aktar billi kkalkola l-Indiċi tad-Diversità Shannon għat-tipi ta 'prodotti kodifikati f'dawk il-BGCs.Jekk it-tipi kollha ta' prodotti mbassra huma l-istess, ibridi kimiċi u BGCs kumplessi oħra (kif imbassar minn anti-SMAH) jitqiesu li jappartjenu għall-istess tip ta' prodott, irrispettivament mill-ordni tagħhom fil-grupp (eż. fużjoni proteina-bacteriocin u batterjoċin-proteoproteina). korp).ibridi).
DNA li jifdal (stmat li jkun 6 ng) mill-kampjun Malaspina MP1648, li jikkorrispondi mal-kampjun bijoloġiku SAMN05421555 u mqabbel ma' Illumina SRR3962772 sett ta' qari metaġenomika għal qari qasir, ipproċessat skont il-protokoll ta' sekwenzar PacBio b'input ultra-baxx biex juża l-amplifikazzjoni tal-kampjun tal-gDNA tal-kit PacBio SMRTbell kit (100-980-000) u kit ta’ preparazzjoni tal-mudelli SMRTbell Express 2.0 (100-938-900).Fil-qosor, id-DNA li kien fadal ġie maqtugħ, imsewwi u ppurifikat (żibeġ ProNex) bl-użu ta 'Covaris (g-TUBE, 52104).Id-DNA purifikat imbagħad jiġi soġġett għal preparazzjoni tal-librerija, amplifikazzjoni, purifikazzjoni (żibeġ ProNex) u għażla tad-daqs (> 6 kb, Blue Pippin) qabel pass finali ta 'purifikazzjoni (żibeġ ProNex) u sekwenzar fuq il-pjattaforma Sequel II.
Rikostruzzjoni tal-ewwel żewġ ca.Għal MAG Eremiobacterota, identifikajna sitt ANI addizzjonali> 99% (dawn huma inklużi fil-Figura 3), li inizjalment ġew iffiltrati abbażi ta 'punteġġi ta' kontaminazzjoni (aktar tard identifikati bħala duplikazzjonijiet tal-ġeni, ara hawn taħt).Sibna wkoll trej bit-tikketta "Ca".Eremiobacterota” minn diversi studji23 u użahom flimkien ma’ tmien MAGs mill-istudju tagħna bħala referenza għal qari metaġenomika minn 633 kampjun arrikkit ewkarjotiku (>0.8 µm) bl-użu ta’ BWA (v.0.7.17) Ref -r1188, – bandiera) għal kampjuni baxxi. mapping (5 miljun qari).Ibbażat fuq mapep speċifiċi għall-arrikkiment (iffiltrati b'identità ta 'allinjament ta' 95% u kopertura ta 'qari ta' 80%), 10 metaġenomi (kopertura mistennija ≥5 ×) ġew magħżula għall-assemblaġġ u 49 metagenomi addizzjonali (kopertura mistennija ≥1 ×) għall-korrelazzjoni tal-kontenut.Bl-użu tal-istess parametri bħal hawn fuq, dawn il-kampjuni ġew imqassma u ġew miżjuda 10 'Ca's addizzjonali.MAG Eremiobacterota ġie restawrat.Dawn is-16-il MAG (mingħajr ma jgħoddu t-tnejn li huma diġà fid-database) iġibu n-numru totali ta 'ġenomi fl-OMD estiż għal 34,815.MAGs huma assenjati gradi tassonomiċi bbażati fuq ix-xebh u l-pożizzjoni ġenomika tagħhom fil-GTDB.18-il MAG ġew dereplikati bl-użu ta' dRep f'5 speċi (ANI intraspeċifiku > 99%) u 3 ġeneri (ANI intraġeneriku 85% sa 94%) fi ħdan l-istess familja79.Ir-rappreżentanti tal-ispeċi ġew magħżula manwalment abbażi tal-integrità, il-kontaminazzjoni u l-N50.In-nomenklatura ssuġġerita hija pprovduta fl-Informazzjoni Supplimentari.
Tivvaluta l-integrità u l-kontaminazzjoni ta' 'Ca.MAG Eremiobacterota, aħna vvalutajna l-preżenza ta 'uscMG, kif ukoll settijiet ta' ġeni markaturi ta 'kopja waħda speċifiċi għal nisel u dominju użati minn CheckM u Anvi'o.L-identifikazzjoni ta '2 duplikati minn 40 uscMGs ġiet ikkonfermata minn rikostruzzjoni filoġenetika (ara hawn taħt) biex teskludi kwalunkwe kontaminazzjoni potenzjali (dan jikkorrispondi għal 5% ibbażat fuq dawn il-ġeni markatur 40).Studju addizzjonali ta' ħames MAGs rappreżentattivi 'Ca.Il-livell baxx ta’ kontaminanti f’dawn il-ġenomi rikostitwiti ġie kkonfermat għall-ispeċi Eremiobacterota bl-użu tal-interface Anvi'o interattiv ibbażat fuq korrelazzjonijiet ta’ abbundanza u kompożizzjoni tas-sekwenza (Informazzjoni Supplimentari)59.
Għall-analiżi filoġenomika, għażilna ħames MAGs rappreżentattivi "Ca".Eudormicrobiaceae”, l-ispeċi kollha “Ca.Il-ġenoma ta 'Eremiobacterota u membri ta' phyla oħra (inklużi UBP13, Armatimonadota, Patescibacteria, Dormibacterota, Chloroflexota, Cyanobacteria, Actinobacteria u Planctomycetota) huwa disponibbli minn GTDB (r89)13.Dawn il-ġenomi kollha ġew annotati kif deskritt qabel għall-estrazzjoni tal-ġene markatur ta 'kopja waħda u l-annotazzjoni BGC.Il-ġenomi GTDB ġew ikkonservati skont il-kriterji ta 'integrità u kontaminazzjoni ta' hawn fuq.Analiżi filoġenetika saret bl-użu tal-fluss tax-xogħol Anvi'o Phylogenetics59.Is-siġra nbniet bl-użu ta 'IQTREE (v.2.0.3) (għażliet default u -bb 1000)80 fuq allinjament ta' 39 proteina ribosomali tandem identifikati minn Anvi'o (MUSCLE, v.3.8.1551)81.Il-pożizzjonijiet tiegħu tnaqqsu.biex tkopri mill-inqas 50% tal-ġenoma82 u Planctomycecota intuża bħala outgroup ibbażat fuq it-topoloġija tas-siġar GTDB.Siġra waħda ta '40 uscMGs inbniet bl-użu tal-istess għodod u parametri.
Aħna użajna Traitar (v.1.1.2) b'parametri default (fenotip, minn nukleotidi)83 biex inbassru karatteristiċi mikrobjali komuni.Aħna esplorajna stil ta 'ħajja predatorju potenzjali bbażat fuq indiċi predatorju żviluppat qabel84 li jiddependi fuq il-kontenut ta' ġene li jikkodifika l-proteini fil-ġenoma.Speċifikament, nużaw DIAMOND biex inqabblu proteini fil-ġenoma mad-database OrthoMCL (v.4)85 billi tuża l-għażliet -aktar sensittivi -id 25 -query-cover 70 -suġġett-kopertura 70 -top 20 U jgħoddu l-ġeni li jikkorrispondu għal il-ġeni markaturi għal predaturi u mhux predaturi.L-indiċi huwa d-differenza bejn in-numru ta 'marki predatorji u mhux predatorji.Bħala kontroll addizzjonali, analizzajna wkoll il-ġenoma "Ca".Il-fattur Entotheonella TSY118 huwa bbażat fuq l-assoċjazzjoni tiegħu ma 'Ca.Eudoremicrobium (daqs kbir tal-ġenoma u potenzjal bijosintetiku).Sussegwentement, ittestjajna rabtiet potenzjali bejn ġeni markaturi predaturi u mhux predaturi u l-potenzjal bijosintetiku ta 'Ca.Eudormicrobiaceae” u sabet li mhux aktar minn ġene wieħed (minn kwalunkwe tip ta’ ġene markatur, jiġifieri ġene predatur/mhux predatur) jikkoinċidi ma’ BGC, li jissuġġerixxi li BGC ma jħawwadx is-sinjali ta’ predazzjoni.Annotazzjoni ġenomika addizzjonali ta 'replicons scrambled saret bl-użu ta' TXSSCAN (v.1.0.2) biex teżamina speċifikament is-sistema ta 'sekrezzjoni, pili, u flagella86.
Ħames 'Ca's rappreżentattivi ġew immappjati bl-immappjar ta' 623 metatraskriptomi mill-frazzjonijiet ta' arrikkiment prokarjotiku u ewkarjotiku tal-oċeani Tara22,40,87 (bl-użu ta' BWA, v.0.7.17-r1188, -a flag).Ġenoma Eudormicrobiaceae.Fajls BAM ġew ipproċessati b'FeatureCounts (v.2.0.1)88 wara kopertura ta' qari ta' 80% u filtrazzjoni ta' identità ta' 95% (b'għażliet featureCounts –primary -O –fraction -t CDS,tRNA -F GTF -g ID -p ) Jgħodd il- numru ta' inserzjonijiet għal kull ġene.Il-mapep iġġenerati ġew normalizzati għat-tul tal-ġeni u l-abbundanza tal-ġeni tal-markatur mOTU (għadd medju ta’ inserzjoni normalizzat għat-tul għal ġeni b’għadd ta’ inserzjoni > 0) u ġew trasformati log għal 22.74 biex tinkiseb l-espressjoni relattiva għal kull ċellula ta’ kull livell ta’ ġene, li jispjega wkoll il- varjabilità mill-kampjun għall-kampjun matul is-sekwenzjar.Proporzjonijiet bħal dawn jippermettu analiżi komparattiva, li jtaffu l-problemi tal-kompożizzjoni meta tintuża data dwar l-abbundanza relattiva.Kienu kkunsidrati biss kampjuni b'> 5 mill-10 ġeni markaturi mOTU għal aktar analiżi biex jippermettu li jiġi skopert porzjon kbir biżżejjed tal-ġenoma.
Il-profil transcriptome normalizzat ta ''Ca.E. taraoceanii kien soġġett għal tnaqqis tad-dimensjoni bl-użu ta 'UMAP u r-rappreżentazzjoni li tirriżulta ntużat għal clustering mhux sorveljat bl-użu ta' HDBSCAN (ara hawn fuq) biex tiddetermina l-istatus ta 'espressjoni.PERMANOVA jittestja s-sinifikat tad-differenzi bejn raggruppamenti identifikati fl-ispazju tad-distanza oriġinali (mhux imnaqqas).L-espressjoni differenzjali bejn dawn il-kundizzjonijiet ġiet ittestjata madwar il-ġenoma (ara hawn fuq) u ġew identifikati 201 mogħdija KEGG f’6 gruppi funzjonali, jiġifieri: BGC, sistema ta’ sekrezzjoni u ġeni flagellari minn TXSSCAN, enzimi ta’ degradazzjoni (protease u peptidases), u predatorji u mhux. ġeni predatorji.markaturi tal-indiċi predatorji.Għal kull kampjun, aħna kkalkulajna l-espressjoni medjana normalizzata għal kull klassi (innota li l-espressjoni BGC nnifisha hija kkalkulata bħala l-espressjoni medjana ta 'ġeni bijosintetiċi għal dak BGC) u ttestjati għas-sinifikat fl-istati (test Kruskal-Wallis aġġustat għal FDR).
Ġeni sintetiċi nxtraw minn GenScript u PCR primers inxtraw minn Microsynth.Phusion polymerase minn Thermo Fisher Scientific intużat għall-amplifikazzjoni tad-DNA.Plażmidi NucleoSpin, ġel NucleoSpin u kit ta 'purifikazzjoni PCR minn Macherey-Nagel intużaw għall-purifikazzjoni tad-DNA.L-enzimi ta 'restrizzjoni u T4 DNA ligase inxtraw minn New England Biolabs.Sustanzi kimiċi minbarra isopropyl-β-d-1-thiogalactopyranoside (IPTG) (Biosynth) u 1,4-dithiothreitol (DTT, AppliChem) inxtraw minn Sigma-Aldrich u ntużaw mingħajr aktar purifikazzjoni.L-antibijotiċi chloramphenicol (Cm), spectinomicin dihydrochloride (Sm), ampicillin (Amp), gentamicin (Gt), u carbenicillin (Cbn) inxtraw minn AppliChem.Il-komponenti tal-midja Bacto Tryptone u Bacto Yeast Extract inxtraw minn BD Biosciences.Trypsin għas-sekwenzjar inxtara minn Promega.
Is-sekwenzi tal-ġeni ġew estratti minn BGC 75.1 imbassar anti-SMASH.E. malaspinii (Informazzjoni supplimentari).
The genes embA (locus, MALA_SAMN05422137_METAG-framework_127-gene_5), embM (locus, MALA_SAMN05422137_METAG-framework_127-gene_4), and embAM (including intergene regions) were sequenced as synthetic constructs in pUC57(AmpR) with and without codons optimized for expression in E meta.Il-ġene embA ġie subklonat fl-ewwel sit ta' klonazzjoni multipla (MCS1) ta' pACYCDuet-1(CmR) u pCDFDuet-1(SmR) b'siti ta' qsim BamHI u HindIII.Il-ġeni embM u embMopt (ottimizzati bil-kodon) ġew sottoklonati f'MCS1 pCDFDuet-1(SmR) ma' BamHI u HindIII u mqiegħda fit-tieni sit ta' klonazzjoni multipla ta' pCDFDuet-1 (SmR) u pRSFDuet-1 (KanR) (MCS2) b' NdeI/ChoI.Il-cassette embAM ġie subklonat f'pCDFDuet1(SmR) b'siti ta' qsim BamHI u HindIII.Il-ġene orf3/embI (locus, MALA_SAMN05422137_METAG-scaffold_127-gene_3) inbena permezz ta' estensjoni ta' sovrappożizzjoni PCR bl-użu ta' primers EmbI_OE_F_NdeI u EmbI_OE_R_XhoI, diġerit b'NdeI/XhoI, u mqassam bl-istess pMC-D, u mqassam fl-istess pMC-D. (Supplimentari tabella).6).Id-diġestjoni u l-ligazzjoni tal-enżimi ta 'restrizzjoni twettqu skont il-protokoll tal-manifattur (New England Biolabs).