304 Feadán/feadán coiled táthaithe déanta as cruach dhosmálta Zomponent zhemical, Poitéinseal Bithshintéiseach an Mhicribhithóim Mhara Dhomhanda

Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Nature.com.Tá tú ag baint úsáide as leagan brabhsálaí a bhfuil tacaíocht CSS teoranta aige.Chun an taithí is fearr a fháil, molaimid duit brabhsálaí nuashonraithe a úsáid (nó Mód Comhoiriúnachta a dhíchumasú in Internet Explorer).Ina theannta sin, chun tacaíocht leanúnach a chinntiú, taispeánann muid an suíomh gan stíleanna agus JavaScript.
Sleamhnáin a thaispeánann trí alt in aghaidh an tsleamhnáin.Bain úsáid as na cnaipí cúil agus seo chugainn chun bogadh tríd na sleamhnáin, nó na cnaipí rialtóra sleamhnáin ag an deireadh chun bogadh trí gach sleamhnán.

Cur síos mionsonraithe ar an táirge

304 Feadán/feadán corna táthaithe cruach dhosmálta
1. Sonraíocht: Feadán / feadánra coil cruach dhosmálta
2. Cineál: táthaithe nó gan uaim
3. Caighdeán: ASTM A269, ASTM A249
4. Feadán coil cruach dhosmálta OD: 6mm go 25.4MM
5. Fad: 600-3500MM nó de réir riachtanas an chustaiméara.
6. Tiús balla: 0.2mm go 2.0mm.

7. Caoinfhulaingt: OD: +/- 0.01mm;Tiús: +/-0.01%.

8. Méid poll istigh an choil: 500MM-1500MM (is féidir é a choigeartú de réir riachtanais an chustaiméara)

9. Airde coil: 200MM-400MM (is féidir a choigeartú de réir riachtanais an chustaiméara)

10. Dromchla: Geal nó annealed
11. Ábhar: 304, 304L, 316L, 321, 301, 201, 202, 409, 430, 410, cóimhiotail 625, 825, 2205, 2507, etc.
12. Pacáil: málaí fite i gcás adhmaid, pailléad adhmaid, seafta adhmaid, nó de réir riachtanas an chustaiméara
13. Tástáil : comhpháirt cheimiceach, neart toraidh, neart teanntachta, tomhas cruas
14. Ráthaíocht: An tríú páirtí (mar shampla: SGS TV ) iniúchadh, etc.
15. Iarratas: Maisiú, troscán, iompar ola, malartóir teasa, déanamh ráillí, déanamh páipéir, gluaisteán, próiseáil bia, leighis, etc.

Tá pobail mhiocróbacha nádúrtha ilchineálach ó thaobh fíolaigineach agus meitibileach de.Chomh maith le grúpaí orgánacha nach bhfuil mórán staidéir á déanamh orthu1, tá acmhainneacht shaibhir ag an éagsúlacht seo chun einsímí agus comhdhúile bithcheimiceacha atá suntasach ó thaobh na héiceolaíochta agus na biteicneolaíochta de a aimsiú2,3.Mar sin féin, is dúshlán fós é staidéar a dhéanamh ar an éagsúlacht seo chun na conairí géanómaíochta a shintéisiú a leithéid de chomhdhúile agus a cheanglaíonn lena n-óstach faoi seach a chinneadh.Tá acmhainneacht bithsintéiseach na miocrorgánach san aigéan oscailte fós anaithnid den chuid is mó mar gheall ar theorainneacha san anailís ar shonraí réitigh ghéanóim iomlána ar scála domhanda.Anseo, déanaimid iniúchadh ar éagsúlacht agus éagsúlacht na mbraislí géine bithsintéiseach san aigéan trí thart ar 10,000 géanóm miocróbach ó chealla saothraithe agus cealla aonair a chomhtháthú le níos mó ná 25,000 dréacht-ghéanóm nua-athdhéanta ó níos mó ná 1,000 sampla uisce farraige.D'aithin na hiarrachtaí seo thart ar 40,000 braisle géine biosintéiseach toimhdeach den chuid is mó, a bhfuarthas cuid acu i ngrúpaí fíolaigineacha nach raibh amhras orthu roimhe seo.Sna daonraí seo, d'aithníomar lineage saibhrithe i mbraislí géine bithsintéiseach (“Candidatus Eudormicrobiaceae”) a bhain le feileam baictéarach neamhshaothraithe agus a chuimsigh cuid de na miocrorgánaigh is bithsintéiseacha sa timpeallacht seo.Díobh seo, tá na cosáin fosfatase-peptide agus pytonamide tréithrithe againn, ag aithint cásanna de struchtúr cumaisc bithghníomhach neamhghnách agus einsímeolaíocht, faoi seach.Mar fhocal scoir, taispeánann an staidéar seo conas is féidir le straitéisí bunaithe ar mhicribhithóim iniúchadh a dhéanamh ar einsímí agus ar bhianna nádúrtha nach bhfuil tuairisc orthu roimhe seo i micribiota agus i dtimpeallacht nach dtuigtear go dona.
Tiomáineann miocróib timthriallta bithgheoiceimiceacha domhanda, coinníonn siad gréasáin bia, agus coimeádann plandaí agus ainmhithe sláintiúil5.Léiríonn a n-éagsúlacht ollmhór fóiliéiniteach, meitibileach agus feidhmiúil acmhainn shaibhir chun tacsa1, einsímí agus comhdhúile bithcheimiceacha nua a aimsiú, lena n-áirítear táirgí nádúrtha6.I bpobail éiceolaíocha, cuireann na móilíní seo éagsúlacht feidhmeanna fiseolaíocha agus éiceolaíochta ar fáil do mhiocrorgánaigh, ó chumarsáid go hiomaíocht 2, 7 .I dteannta a bhfeidhmeanna bunaidh, soláthraíonn na táirgí nádúrtha seo agus a gconairí táirgeachta atá códaithe go géiniteach samplaí d’fheidhmeanna biteicneolaíocha agus teiripeacha2,3.Éascaíodh go mór sainaithint na gcosán agus na nasc sin trí staidéar a dhéanamh ar mhiocróib saothraithe.Mar sin féin, léirigh staidéir thacsanomacha ar imshaoil ​​nádúrtha nár saothraíodh formhór mór na miocrorgánach8.Cuireann an claonadh cultúrtha seo teorainn lenár gcumas leas a bhaint as an éagsúlacht fheidhmiúil atá ionchódaithe ag go leor miocróib4,9.
Chun na teorainneacha seo a shárú, thug dul chun cinn teicneolaíochta le deich mbliana anuas deis do thaighdeoirí blúirí DNA miocróbacha a sheicheamhú go díreach (.i.Cruthaíonn an cumas na blúirí seo a chur le chéile ina blúirí géanóim níos mó agus géanóim iolracha cóimeáilte (MAGanna) nó géanóim aimplithe aonair (SAGanna) a athchruthú, faoi seach, deis thábhachtach le haghaidh staidéir thaccentric ar an micribhithóim (.i. pobail mhiocróbacha agus an micribhithóim).cosáin nua a réiteach.ábhar géiniteach dílse i dtimpeallacht ar leith) 10,11,12.Go deimhin, tá méadú mór déanta ag staidéir a rinneadh le déanaí ar léiriú na héagsúlachta miocróbach ar an Domhan1, 13 agus léirigh siad go leor den éagsúlacht fheidhmiúil i bpobail mhiocróbacha aonair nach gclúdaíodh roimhe seo ag seichimh thagartha géanóim shaothraithe mhiocrorgánaigh (REFanna)14.Tá sé ríthábhachtach an cumas éagsúlacht fheidhmiúil neamhfhuascailte a chur i gcomhthéacs an ghéanóim óstaigh (.i. taifeach an ghéanóim) chun línte miocróbacha neamhthréithrithe fós a thuar a ionchódaíonn táirgí nádúrtha nua is dócha15,16 nó chun comhdhúile den sórt sin a rianú ar ais go dtí a dtáirgeoir bunaidh17.Mar shampla, tá cur chuige comhcheangailte meiteiginomaíoch agus anailís ghéanómaigh aonchill mar thoradh ar Candidatus Entotheonella, grúpa de bhaictéir a bhfuil baint acu le spúinse saibhir go meitibileach, a shainaithint mar tháirgeoirí féidearthachtaí éagsúla drugaí18.Mar sin féin, in ainneoin iarrachtaí le déanaí ar thaiscéalaíocht ghéanómach ar phobail mhiocróbacha éagsúla,16,19 tá níos mó ná dhá thrian de na sonraí metagenomic domhanda don aigéan is mó d'éiceachórais ar domhan16,20 fós in easnamh.Mar sin, go ginearálta, is beag staidéar a dhéantar fós ar acmhainneacht bhithshintéiseach an mhicribhithóim mhara agus ar a acmhainneacht mar stór táirgí núíosacha einsímeacha agus nádúrtha.
Chun poitéinseal bithshintéiseach na miocróibí mara a iniúchadh ar scála domhanda, rinneamar géanóim mhiocróbacha mara a chomhthiomsú ar dtús a fuarthas ag baint úsáide as modhanna cultúir-spleách agus neamh-chultúr chun bunachar sonraí fairsing de fhile-ghinéiteacht agus feidhm ghéine a chruthú.Nocht scrúdú ar an mbunachar sonraí seo raon leathan de bhraislí géine bithsintéiseach (BGCanna), a mbaineann an chuid is mó díobh le teaghlaigh braislí géine nach bhfuil tréithe fós acu (GCF).Ina theannta sin, shainaithnímid teaghlach baictéarach anaithnid a léiríonn an éagsúlacht is airde BGCanna san aigéan oscailte go dtí seo.Roghnaíomar dhá chosán sintéise ribosómach agus peiptíde iar-aistrithe (RiPP) le haghaidh bailíochtú turgnamhach bunaithe ar a ndifríochtaí géiniteacha ó bhealaí atá ar eolas faoi láthair.Nochtadh tréithriú feidhmiúil na gcosán seo samplaí d'einsímeolaíocht gan choinne chomh maith le comhdhúile struchtúrtha neamhghnách le gníomhaíocht choisctheach protease.
Ar dtús, bhí sé mar aidhm againn acmhainn sonraí domhanda a chruthú le haghaidh anailíse géanóim, ag díriú ar a chomhpháirteanna baictéaracha agus seandálaíochta.Chuige sin, chomhthiomsálamar sonraí meitigenomic agus 1038 sampla uisce farraige ó 215 láithreán samplála a dáileadh go domhanda (raon domhanleithead = 141.6°) agus roinnt sraitheanna domhain (ó 1 go 5600 m ar doimhneacht, ag clúdach na criosanna peiligeach, méisopelagacha agus duibheagáin).Cúlra21,22,23 (Fíor 1a, sonraí leathnaithe, Fíor 1a agus Tábla Forlíontach 1).Chomh maith le clúdach geografach leathan a sholáthar, thug na samplaí scagtha go roghnach seo deis dúinn comhpháirteanna éagsúla den mhicribhithóim mhara a chur i gcomparáid, lena n-áirítear saibhir i víreas (<0.2 µm), saibhir i bprócarótach (0.2–3 µm), saibhir i gcáithníní (0.8 µm). ).–20 µm) agus coilíneachtaí ídithe víreas (>0.2 µm).
a, Bailíodh 1038 géanóm (meiteagómaíocht) atá ar fáil go poiblí de phobail mhiocróbacha mhara ó 215 ionad a dáileadh go domhanda (62°S go 79°N agus 179°W go 179°E.).Tíleanna léarscáileanna © Esri.Foinsí: GEBCO, NOAA, CHS, OSU, UNH, CSUMB, National Geographic, DeLorme, NAVTEQ, agus Esri.b, baineadh úsáid as na meiteiginóim seo chun MAGanna (modhanna agus faisnéis bhreise) a athchruthú, atá difriúil ó thaobh cainníochta agus cáilíochta (modhanna) sna tacair sonraí (marcáilte i ndath).Cuireadh leis na MAGanna athdhéanta le géanóim (seachtracha) a bhí ar fáil go poiblí, lena n-áirítear MAG26, SAG27 agus REF.27 OMD a thiomsú.c, i gcomparáid le tuarascálacha roimhe seo bunaithe ar SAG (GORG)20 nó MAG (GEM)16 amháin, cuireann OMD feabhas ar thréithriú géanómach na bpobal miocróbach mara (ráta mapála léite metagenómach; modh) dhá nó trí huaire le léiriú níos comhsheasmhaí ar dhoimhneacht agus domhanleithead..<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, aithníonn grúpáil OMD i gcnuasaigh speiceas leibhéal (meánaitheantas núicléitíde 95%) iomlán de thart ar 8300 speiceas, nach raibh tréithrithe ag níos mó ná leath acu roimhe seo de réir nótaí tacsanomacha ag baint úsáide as an GTDB (leagan 89) e, léirigh aicmiú speiceas de réir cineáil genome go gcomhlánaíonn MAG, SAG agus REFanna a chéile go maith mar léiriú ar éagsúlacht fhileigineach an micribhithóim mara.Go háirithe, bhain 55%, 26% agus 11% de na speicis go sonrach le haghaidh MAG, SAG agus REF, faoi seach.BATS, Sraith Am Atlantach Beirmiúda;GEM, géanóim mhicribhithóim an Domhain;GORG, genome tagartha aigéin dhomhanda;HOT, sraith ama Aigéan Haváí.
Ag baint úsáide as an tacar sonraí seo, rinneamar athchruthú ar 26,293 MAG san iomlán, baictéarach agus seandálaíoch den chuid is mó (Fíor 1b agus sonraí leathnaithe, Fíor. 1b).Chruthaíomar na MAGanna seo ó chomhthionóil ó shamplaí meitigenómacha ar leithligh seachas comhthiomsaithe chun cosc ​​a chur le héagsúlachtaí seichimh nádúrtha idir samplaí ó láithreacha éagsúla nó pointí ama (modhanna) éagsúla.Ina theannta sin, rinneamar blúirí géanómacha a ghrúpáil bunaithe ar a gcomhghaolta leitheadúlachta thar líon mór samplaí (ó 58 go 610 sampla, ag brath ar an suirbhé; modh).Fuaireamar amach gur céim í seo atá am-íditheach ach tábhachtach24 a baineadh amach i roinnt oibreacha atógála ar mhórscála MAG16, 19, 25 agus a fheabhsaíonn go suntasach cainníocht (2.7 huaire ar an meán) agus cáilíocht (+20% ar an meán) den géanóm.atógtha ón meitigenome mara a ndéantar staidéar air anseo (sonraí méadaithe, Fíor 2a agus faisnéis bhreise).Tríd is tríd, ba é an toradh a bhí ar na hiarrachtaí seo ná méadú 4.5-huaire ar MAGanna miocróbacha mara (6 huaire mura ndéantar ach MAGanna d’ardchaighdeán a mheas) i gcomparáid leis an acmhainn MAG is cuimsithí atá ar fáil inniu16 (Modhanna).Cuireadh an tacar MAG nuachruthaithe seo le chéile ansin le 830 MAG26anna a roghnaíodh de láimh, 5969 SAG27anna agus 1707 REF.Is éard a bhí i seacht speiceas is fiche de bhaictéir mhara agus archaea bailiúchán combinatorial de 34,799 géanóim (Fíor 1b).
Rinneamar meastóireacht ansin ar an acmhainn nuachruthaithe chun feabhas a chur ar a cumas ionadaíocht a dhéanamh ar phobail mhiocróbacha mhara agus measúnú a dhéanamh ar an tionchar a bheadh ​​ag comhtháthú cineálacha éagsúla géanóim.Ar an meán, fuaireamar amach go gclúdaíonn sé thart ar 40-60% de shonraí meitigenómacha muirí (Fíor 1c), dhá nó trí huaire níos mó ná clúdach tuarascálacha MAG-amháin roimhe seo i doimhneacht agus domhanleithead níos sraitheach 16 nó SAG20.Ina theannta sin, chun éagsúlacht thacsanomaíoch a thomhas go córasach i mbailiúcháin sheanbhunaithe, rinneamar anótáil ar gach géanóm agus úsáid á baint as foireann uirlisí (modhanna) an Bhunachair Shonraí Tacsanomaíochta Géanóim (GTDB) agus úsáideamar meánaitheantas núicléitíde uile-ghéanóm de 95%.28 chun 8,304 braisle speiceas (speicis) a aithint.Ní raibh dhá thrian de na speicis seo (lena n-áirítear cladáin nua) le feiceáil roimhe seo sa GTDB, a thángthas ar 2790 acu ag baint úsáide as an MAG atógtha sa staidéar seo (Fíor 1d).Ina theannta sin, fuair muid amach go bhfuil cineálacha éagsúla genomes an-chomhlántach: tá 55%, 26%, agus 11% de na speicis comhdhéanta go hiomlán de MAG, SAG, agus REF, faoi seach (Fíor 1e).Ina theannta sin, chlúdaigh MAG na 49 cineál a fuarthas sa cholún uisce, agus níor léirigh SAG agus REF ach 18 agus 11 díobh, faoi seach.Mar sin féin, is fearr a léiríonn SAG éagsúlacht na gcladaí is coitianta (sonraí méadaithe, Fíor 3a), mar Bacteriales Peiligeach (SAR11), le SAG ag clúdach beagnach 1300 speiceas agus MAG ach 390 speiceas.Go háirithe, is annamh a sháraigh REFanna le MAGanna nó SAGanna ag leibhéal an speicis agus b’ionann iad agus >95% den tuairim is 1000 géanóm nach bhfuarthas sna tacair mheitigenómacha aigéin oscailte a ndearnadh staidéar orthu anseo, go príomha mar gheall ar idirghníomhaíochtaí le cineálacha eile eiseamail mhara ionadaíocha iargúlta (m.sh. dríodar ) .nó óstachchomhlach).Chun é a chur ar fáil go forleathan don phobal eolaíoch, is féidir an acmhainn ghéanóim mhuirí seo, a chuimsíonn blúirí neamhrangaithe freisin (m.sh. ó phages tuartha, oileáin ghéanómacha, agus blúirí géanóm nach bhfuil dóthain sonraí ina leith le haghaidh atógáil MAG), a chur i gcomparáid le sonraí tacsanomacha. .Nótaí rochtana mar aon le feidhm ghéine agus paraiméadair chomhthéacsúla sa Bhunachar Sonraí Micribhitheolaíochta Aigéin (OMD; https://microbiomics.io/ocean/).
Ansin thugamar faoi shaibhreas agus úrnuacht poitéinseal bithsintéiseach i micribhithóim aigéin oscailte a fhiosrú.Chuige sin, d'úsáideamar antiSMASH ar dtús do na MAGanna, na SAGanna agus na REFanna go léir a fuarthas i 1038 meitigenome mara (modhanna) chun 39,055 BGC san iomlán a thuar.Rinneamar iad seo a ghrúpáil ansin i 6907 GCF neamhiomarcaíochta agus 151 daonra braisle géine (GCCanna; Tábla Forlíontach 2 agus modhanna) chun iomarcaíocht bhunúsach a áireamh (is é sin, is féidir an BGC céanna a ionchódú i géanóim iolracha) agus sonraí metagenomic Ilroinnt BGCanna tiubhaithe .Níor tháinig méadú suntasach ar BGCanna neamhiomlána, más ann dóibh (Faisnéis Fhorlíontach), ar líon na GCFanna agus na GCCanna, faoi seach, ina raibh ar a laghad ball BGC slán amháin i 44% agus 86% de chásanna.
Ag leibhéal an GCC, fuaireamar raon leathan de RiPPanna tuartha agus táirgí nádúrtha eile (Fíor 2a).Ina measc, mar shampla, baineann arylpolyenes, carotenoids, ectoines, agus siderophores le GCCanna le dáileadh leathan phylogenetic agus raidhse ard i metagenomes aigéanach, a d'fhéadfadh oiriúnú leathan de mhiocrorgánaigh don chomhshaol muirí a léiriú, lena n-áirítear friotaíocht le speicis ocsaigin imoibríoch, strus ocsaídiúcháin agus osmotic..nó ionsú iarainn (tuilleadh eolais).Tá codarsnacht ag baint leis an éagsúlacht fheidhmiúil seo le hanailís a rinneadh le déanaí ar thart ar 1.2 milliún BGC i measc thart ar 190,000 géanóm atá stóráilte i mbunachar sonraí NCBI RefSeq (BiG-FAM/RefSeq, dá ngairtear RefSeq anseo feasta)29, a thaispeáin go bhfuil peiptídí Sintéis Neamhribeasómach (NRPS) agus sintéis pholaicíde. (PKS) BGCanna (Faisnéis Bhreise).Fuaireamar freisin nach raibh baint ag 44 (29%) GCC ach i bhfad i gcéin le haon RefSeq BGC (\(\bar{d}\)RefSeq> 0.4; Fíor 2a agus modhanna) agus 53 (35%) GCC amháin i MAG , ag cur béime ar an bpoitéinseal chun ceimiceáin neamhthuairiscithe roimhe seo in OMD a bhrath.Ós rud é gur dócha go léiríonn gach ceann de na GCCanna seo feidhmeanna an-ilchineálacha bithsintéiseach, rinneamar anailís bhreise ar shonraí ag leibhéal an GCF mar iarracht chun grúpáil níos mionsonraithe de BGCanna a réamh-mheastar a chódófar le haghaidh táirgí nádúrtha comhchosúla29 a sholáthar.Ní raibh forluí ag 3861 (56%) GCFanna san iomlán le RefSeq, agus >97% de GCFanna nach raibh i láthair in MIBIG, ceann de na bunachair shonraí is mó de BGCanna a ndearnadh bailíochtú turgnamhach orthu (Fíor 2b).Cé nach ábhar iontais é go leor conairí núíosacha féideartha a fháil amach i suíomhanna nach bhfuil ionadaíocht mhaith ag an ngéanóm tagartha orthu, tá an modh atá againn chun BGCanna a dhíléiriú ina GCFanna roimh thagarmharcáil difriúil ó thuarascálacha roimhe seo 16 agus ligeann sé dúinn measúnú neamhchlaonta ar úrnuacht a sholáthar.Freagraíonn an chuid is mó den éagsúlacht nua (3012 GCF nó 78%) le terpenes tuartha, RiPP nó táirgí nádúrtha eile, agus tá an chuid is mó (1815 GCF nó 47%) ionchódaithe i gcineálacha anaithnid mar gheall ar a n-acmhainneacht bithsintéiseach.Murab ionann agus cnuasaigh PKS agus NRPS, is lú an seans go mbeidh na dlúth-BGCanna seo ilroinnte le linn cóimeála metagenomic 31 agus ceadaíonn siad tréithriú feidhmiúil níos déine ó thaobh ama agus acmhainní dá gcuid táirgí.
Rinneadh 39,055 CGC a ghrúpáil i 6,907 GCF agus 151 GCC.a, léiriú sonraí (inmheánach seachtrach).Cnuasú ordlathach achair BGC bunaithe ar GCC, 53 acu socraithe ag MAG amháin.Tá BGCanna ó thacsaí éagsúla (minicíocht geata ln-chlaochlaithe) agus aicmí éagsúla BGC sa GCC (comhfhreagraíonn méid an chiorcail dá mhinicíocht).I gcás gach GCC, is ionann an ciseal seachtrach agus líon na BGCanna, an leitheadúlacht (céatadán na samplaí), agus an t-achar (íosachar comhshíneas BGC (min(dMIBiG))) ó BiG-FAM go BGC.Aibhsítear GCCanna a bhfuil dlúthbhaint acu le BGCanna arna bhfíorú go turgnamhach (MIBIG) le saigheada.b Ag déanamh comparáide idir GCF agus BGCanna tuartha (BiG-FAM) agus BGCanna arna mbailíochtú go turgnamhach (MIBIG), fuarthas 3861 GCF nua (d–>0.2).An chuid is mó (78%) de na cód seo le haghaidh RiPP, terpenes, agus táirgí nádúrtha tuartha eile.c, cuireadh na géanóim go léir san OMD a fuarthas i 1038 meitigenome mara i gcrann bonn GTDB chun clúdach phylogenetic an OMD a thaispeáint.Taispeántar cladáin gan aon ghéanóim san OMD i liath.Freagraíonn líon na BGCanna don líon is mó BGCanna tuartha in aghaidh an ghéinim i gcladach ar leith.Ar mhaithe le soiléireacht, tá an 15% deireanach de na nóid titim.Léiríonn saigheada cladáin saibhir i BGC (>15 BGC), cé is moite de Mycobacterium, Gordonia (an dara ceann ach amháin le Rhodococcus), agus Crocosphaera (dara ach amháin Synechococcus).d, Anaithnid c.Léirigh Eremiobacterota an éagsúlacht biosintéiseach is airde (innéacs na Sionainne bunaithe ar an gcineál táirge nádúrtha).Seasann gach banna don ghéanóm leis na BGCanna is mó sa speiceas.T1PKS, PKS cineál I, T2/3PKS, PKS cineál II agus cineál III.
Chomh maith le saibhreas agus úrnuacht, déanaimid iniúchadh ar struchtúr bithgheografach acmhainn bithshintéiseach an mhicribhithóim mhara.Léirigh grúpáil samplaí de réir meándháileadh cóip-uimhreach GCF metagenomic (Modhanna) go raibh pobail le domhanleithead íseal, dromchla, saibhir i procaryotic agus bochtaineacht víreas, go príomha ó uiscí gréine dromchla nó níos doimhne, saibhir i terpenes RiPP agus BGC.I gcodarsnacht leis sin, bhí baint ag pobail polacha, domhainfharraige, víris agus saibhir i gcáithníní le flúirse níos airde de NRPS agus PKS BGC (sonraí méadaithe, Fíor. 4 agus faisnéis bhreise).Mar fhocal scoir, fuaireamar amach gurb iad pobail trópaiceacha agus pheiligeacha a bhfuil dea-staidéar déanta orthu ná na foinsí is bisiúla de terpenes nua (Fíor Sonraí Méadaithe).An poitéinseal is airde do PKS, RiPP agus táirgí nádúrtha eile (Fíor 5a le sonraí méadaithe).
Chun ár staidéar ar chumas bithshintéiseach na micribhithóim mhara a chomhlánú, bhí sé mar aidhm againn a ndáileadh fíolaigineach a mhapáil agus cladaí nua saibhrithe BGC a aithint.Chuige sin, chuireamar géanóim na miocróib mhara isteach i gcrann baictéarach agus seandálaíochta normalaithe GTDB13 agus rinneamar forleagadh ar na bealaí bithsintéiseacha tuartha a ionchódaíonn siad (Fíor 2c).Tá roinnt claí saibhrithe BGC (arna léiriú ag breis agus 15 BGCanna) braite go héasca againn i samplaí uisce farraige (modhanna) a bhfuil aithne orthu mar gheall ar a n-acmhainneacht bithsintéiseach, mar chianabaictéir (Synechococcus) agus baictéir Proteus, mar Tistrella32,33, nó ar tharraingeamar aird orthu le déanaí dá gcuid. táirgí nádúrtha.ar nós Míocacota (Sandaracinaceae), Rhodococcus agus Planctomycetota34,35,36.Suimiúil go leor, fuaireamar roinnt lineages nár iniúchadh roimhe seo sna cládaí.Mar shampla, bhain na speicis sin a bhfuil an poitéinseal bithsintéiseach is saibhre acu sa phyla Planctomycetota agus Myxococcota le horduithe agus géineas neamhthréithe iarrthóra, faoi seach (Tábla Forlíontach 3).Le chéile, tugann sé seo le tuiscint go soláthraíonn an OMD rochtain ar fhaisnéis fhíghinéiteach nach raibh aithne uirthi roimhe seo, lena n-áirítear miocrorgánaigh, a d'fhéadfadh spriocanna nua a léiriú maidir le fionnachtain einsíme agus táirgí nádúrtha.
Ina dhiaidh sin, ba shaintréith againn an clade saibhrithe BGC trí ní hamháin an líon uasta BGC a ionchódaigh a chomhaltaí a chomhaireamh, ach freisin trí éagsúlacht na BGCanna seo a mheasúnú, a mhíníonn minicíocht cineálacha éagsúla táirgí iarrthóirí nádúrtha (Fíor 2c agus modhanna). )..Fuaireamar amach gur léirigh MAGanna baictéaracha a ndearnadh innealtóireacht speisialta orthu sa staidéar seo na speicis is éagsúlaí ó thaobh bithsintéise.Baineann na baictéir seo leis an bhfíleam neamhshaothraithe Candidatus Eremiobacterota, atá fós gan iniúchadh den chuid is mó seachas roinnt staidéar géanómaíochta37,38.Is fiú a lua go bhfuil “ca.Ní dhearnadh anailís ar an ghéineas Eremiobacterota ach i dtimpeallacht talún39 agus ní fios go n-áirítear aon bhaill saibhrithe i BGC.Anseo tá ocht MAG den speiceas céanna (féiniúlacht núicléatíde > 99%) athchruthaithe againn 23. Mar sin molaimid an t-ainm speiceas “Candidatus Eudoremicrobium malaspinii”, ainmnithe i ndiaidh an nereid (nymph farraige), bronntanas álainn i miotaseolaíocht agus turais na Gréige.‘Cá.De réir nóta phylogenetic 13, níl aon ghaolta ar eolas roimhe seo ag E. malaspinii faoi leibhéal an tseichimh agus mar sin baineann sé le teaghlach nua baictéarach a mholaimid “Ca.E. malaspinii” mar an cineál speiceas agus “Ca.Eudormicrobiaceae” mar an t-ainm oifigiúil (Faisnéis Bhreise).Athchruthú gairid mheitigenomic de 'Ca.Rinneadh tionscadal géanóm E. malaspinii a bhailíochtú le hionchur an-íseal, le seicheamhú meitigenómach léite fada agus le cóimeáil spriocdhírithe de shampla amháin (Modhanna) mar chrómasóim líneach amháin 9.63 Mb le dúbailt 75 kb.mar an t-aon débhríocht atá fágtha.
Chun comhthéacs phylogenetic an speicis seo a bhunú, chuardaigh muid 40 speiceas a bhfuil dlúthbhaint acu le samplaí breise meitigenómacha eucaryotic-saibhrithe ó thuras Aigéan na Teamhrach trí atógáil géanóm spriocdhírithe.Go hachomair, tá léamha meitigenómacha nasctha againn le blúirí géanómacha a bhaineann le “Ca.E. malaspinii” agus hipitéis go léiríonn ráta earcaíochta méadaithe sa sampla seo láithreacht gaolta eile (modhanna).Mar thoradh air sin, fuaireamar 10 MAG, meascán de 19 MAG a sheasann do chúig speiceas i dtrí ghéine laistigh de theaghlach nua-shainithe (.i. “Ca. Eudormicrobiaceae”).Tar éis iniúchadh láimhe agus rialú cáilíochta (sonraí méadaithe, Fíor 6 agus faisnéis bhreise), fuaireamar amach go raibh “Ca.Tá géanóim níos mó (8 Mb) agus poitéinseal bithsintéiseach níos saibhre (14 go 22 BGC in aghaidh an speicis) ag speicis Eudormicrobiaceae ná baill “Ca” eile.Clade Eremiobacterota (suas go dtí 7 BGC) (Fíor 3a–c).
a, Seasaimh phylogenetic de na cúig 'Ca.Léirigh speicis Eudormicrobiaceae saibhreas BGC a bhaineann go sonrach leis na línte muirí a aithníodh sa staidéar seo.Áirítear ar an gcrann phylogenetic go léir 'Ca.Baineadh úsáid as MAG Eremiobacterota agus baill de phyla eile (uimhreacha genome idir lúibíní) a cuireadh ar fáil i GTDB (leagan 89) le haghaidh cúlra éabhlóideach (Modhanna).Is ionann na sraitheanna is forimeallaí agus aicmithe ag leibhéal an teaghlaigh (“Ca. Eudormicrobiaceae” agus “Ca. Xenobiaceae”) agus ag an leibhéal ranga (“Ca. Eremiobacteria”).Tá na cúig speiceas a bhfuil cur síos orthu sa staidéar seo léirithe ag cóid alfa-uimhriúla agus ainmneacha déthéarmacha molta (Faisnéis Bhreise).b, ceart go leor.Roinneann speicis Eudormicrobiaceae seacht núicléas coitianta BGC.Tharla easpa BGC sa chlád A2 mar gheall ar neamhiomlán an MAG ionadaíoch (Tábla Forlíontach 3).Baineann BGCanna go sonrach le “Ca.Amphithomicrobium" agus "Ca.Ní thaispeántar amphithomicrobium” (clades A agus B).c, Gach BGC ionchódaithe mar “Ca.Fuarthas amach go raibh Eudoremicrobium taraoceanii curtha in iúl i 623 meiteath-scríbhinní a tógadh ó aigéin na Teamhrach.Léiríonn ciorcail soladacha trascríobh gníomhach.Léiríonn ciorcail oráiste athruithe fillte log2-chlaochlaithe faoi bhun agus os cionn an ráta léirithe géine coimeádta (modhanna).d, cuair raidhse coibhneasta (modhanna) a thaispeánann 'Ca.Tá speicis Eudormicrobiaceae forleathan sa chuid is mó de imchuacha aigéin agus sa cholún uisce ar fad (ón dromchla go dtí doimhneacht 4000 m ar a laghad).Bunaithe ar na meastacháin seo, fuaireamar amach go raibh 'Ca.Is ionann E. malaspinii’ agus suas le 6% de na cealla prócarótacha i bpobail domhainfharraige a bhaineann le grán peiligeach.Mheasamar go raibh speiceas i láthair ar shuíomh dá bhfuarthas é in aon chodán de mhéid ciseal doimhneachta ar leith.IO – An tAigéan Indiach, NAO – An tAtlantach Thuaidh, NPO – An tAigéan Ciúin Thuaidh, RS – An Mhuir Rua, SAO – An tAtlantach Theas, SO – An tAigéan Theas, SPO – An tAigéan Ciúin Theas.
Ag déanamh staidéir ar raidhse agus dáileadh Ca.Eudormicrobiaceae, atá, mar a fuair muid amach, is mó sa chuid is mó imchuacha aigéin, chomh maith leis sa cholún uisce ar fad (Fíor 3d).Go háitiúil, is ionann iad agus 6% de phobal miocróbach na mara, rud a fhágann gur cuid thábhachtach iad den mhiocróbóm mara domhanda.Ina theannta sin, fuair muid an t-ábhar coibhneasta de Ca.Bhí speicis Eudormicrobiaceae agus a leibhéil léirithe BGC ab airde sa chodán saibhrithe eucaryotic (Fíor 3c agus sonraí leathnaithe, Fíor. 7), rud a léiríonn idirghníomhú féideartha le hábhar cáithníneach, lena n-áirítear planctón.Tá an bhreathnóireacht seo cosúil le 'Ca.Féadfaidh BGCanna Eudoremicrobium a tháirgeann táirgí nádúrtha cíteatocsaineacha trí bhealaí aitheanta iompar creiche a léiriú (Faisnéis Fhorlíontach agus Sonraí Leathnaithe, Fíor 8), cosúil le creachadóirí eile a tháirgeann meitibilítí go sonrach ar nós Míocacas41.Fionnachtain Ca.D’fhéadfadh Eudormicrobiaceae i samplaí nach bhfuil ar fáil níos lú (aigéan domhain) nó eicaryotic seachas prócarótach a mhíniú cén fáth nach bhfuil na baictéir seo agus a n-éagsúlacht BGC gan choinne soiléir i gcomhthéacs taighde nádúrtha bia.
I ndeireadh na dála, d’fhéachamar le bailíochtú turgnamhach a dhéanamh ar ghealltanas ár gcuid oibre bunaithe ar mhicribhithóim chun conairí nua, einsímí agus táirgí nádúrtha a aimsiú.I measc na n-aicmí éagsúla BGCanna, is eol go n-ionchódaíonn cosán RiPP éagsúlacht shaibhir cheimiceach agus feidhmiúil mar gheall ar mhodhnuithe iar-aistrithe éagsúla ar an gcroí-pheptíde ag einsímí aibí42.Mar sin roghnaigh muid dhá 'Ca.Tá BGCanna RiPP Eudoremicrobium' (Fíoracha 3b agus 4a-e) bunaithe ar aon BGC aitheanta (\(\bar{d}\)MIBIG agus \(\bar{d}\)Tagairt os cionn 0.2).
a–c, slonn heitreolaíoch in vitro agus measúnachtaí einsímeacha in vitro ar bhraisle nua (\(\bar{d}\)RefSeq = 0.29) de bhithshintéis RiPP atá sonrach do speicis Ca domhainfharraige.E. malaspinii' ba chúis le táirgeadh táirgí défhosfaralaithe.c, modhnuithe a aithníodh ag baint úsáide as ardtaifigh (AD) MS/MS (ilroinnt léirithe ag b agus iain y sa struchtúr ceimiceach) agus NMR (sonraí méadaithe, Fíor. 9).d, taispeánann an peptide fosfarlaithe seo cosc ​​​​íseal micromolar ar neutrophil elastase mamaigh, nach bhfuil le fáil sa pheptíd rialaithe agus an peptide díhiodráitithe (díhiodráitiú spreagtha a bhaint ceimiceach).Rinneadh an turgnamh trí huaire le torthaí comhchosúla.Mar shampla, cuireann léiriú heitreolaíoch ar bhraisle bithsintéise próitéin dara húrscéal \(\ bar{d}\)RefSeq = 0.33) feidhm na gceithre einsím aibíochta a athraíonn an croí-pheiptíd aimínaigéad 46 in iúl.Déantar iarmhair a dhathú de réir an tsuímh modhnuithe atá tuartha ag HR-MS/MS, lipéadú iseatóp, agus anailís NMR (Faisnéis Bhreise).Léiríonn dathú briste go dtarlaíonn an modhnú ag ceachtar den dá iarmhar.Is éard atá san fhigiúr ná cnuasach de thógálacha iomadúla heitrologacha chun gníomhaíocht na n-einsímí aibí uile ar an núicléas céanna a thaispeáint.h, Léiriú ar shonraí NMR le haghaidh cnámh droma aimíd N-meitilation.Taispeántar torthaí iomlána i bhfíor.10 le sonraí leathnaithe.i, Nochtann suíomh phylogenetic an einsím braisle próitéin FkbM aibí i measc na bhfearann ​​​​FkbM go léir a fhaightear i mbunachar sonraí MIBIG 2.0 einsím den teaghlach seo le gníomhaíocht N-methyltransferase (Faisnéis Bhreise).Taispeántar léaráidí scéimeacha de BGCanna (a, e), struchtúir pheptíde réamhtheachtaithe (b, f), agus struchtúir cheimiceacha toimhdeacha de tháirgí nádúrtha (c, g).
Ní bhfuarthas an chéad chonair RiPP (\(\barra{d}\)MIBIG = 0.41, \(\bar{d}\)RefSeq = 0.29) ach amháin i speicis domhainfharraige “Ca.E. malaspinii” agus cóid do réamhtheachtaí Peptide (Fíor 4a, b).San einsím aibí seo, tá fearann ​​feidhmiúil amháin aitheanta againn atá homalógach don fhearann ​​díhiodráitithe de lantipeptide synthase a chatalaíonn de ghnáth fosfarylation agus baintear 43 (Faisnéis Bhreise) ina dhiaidh sin.Dá bhrí sin, táimid ag tuar go bhfuil díhiodráitiú dhá chéim den sórt sin i gceist le modhnú an pheptíde réamhtheachtaithe.Mar sin féin, ag baint úsáide as mais-speictriméadracht comhuaineach (MS / MS) agus speictreascópacht athshondais mhaighnéadaigh núicléach (NMR), d'aithin muid peptide líneach polyphosphorylated (Fíor 4c).Cé nach rabhthas ag súil leis, fuaireamar roinnt línte fianaise a thacódh leis gurb é an táirge deiridh é: dhá óstach heitrologach éagsúla agus gan aon díhiodráitiú i dtástálacha in vitro, sainaithint na n-iarmhair thábhachtacha atá sóchán i suíomh díhiodráitithe catalaíoch na heinsíme aibí.go léir atógtha ag “Ca”.An genome E. malaspinii (sonraí méadaithe, Fíor. 9 agus faisnéis bhreise) agus, ar deireadh, an ghníomhaíocht bhitheolaíoch an táirge phosphorylated, ach nach bhfuil an fhoirm díhiodráitithe sintéiseithe ceimiceach (Fíor 4d).Go deimhin, fuaireamar amach go léiríonn sé gníomhaíocht choisctheach íseal micromolar protease i gcoinne neutrophil elastase, atá inchomparáide le táirgí nádúrtha gaolmhara eile sa raon tiúchana (IC50 = 14.3 μM) 44 , in ainneoin go bhfuil an ról éiceolaíoch fós le soiléiriú.Bunaithe ar na torthaí seo, tá sé beartaithe againn an cosán “fosfeiptin” a ainmniú.
Is cosán casta RiPP é an dara cás a bhaineann go sonrach le 'Ca.Réamh-mheastar go ndéanfadh an ghéineas Eudoremicrobium (\(\bar{d}\)MIBiG = 0.46, \(\bar{d}\)RefSeq = 0.33) táirgí próitéine nádúrtha a ionchódú (Fíor 4e).Tá spéis ar leith ag baint leis na conairí seo ó thaobh na biteicneolaíochta de mar gheall ar dhlús agus éagsúlacht na modhnuithe neamhghnácha ceimiceacha arna mbunú ag na heinsímí atá ionchódaithe ag na BGCanna sách gearr45.Fuaireamar amach go bhfuil an phróitéin seo difriúil ó phróitéin ar saintréith de chuid roimhe seo sa mhéid is nach bhfuil an phríomh-mhótair NX5N de pholaicriamídí agus an lúb lanthionine de landornamides 46 ann.Chun teorainneacha na bpatrún cainte heitrologous coitianta a shárú, d'úsáideamar iad mar aon le córas aerodenitrifificans Microvirgula saincheaptha chun ceithre einsím cosáin aibí (modhanna) a thréithriú.Ag baint úsáide as meascán de MS / MS, lipéadú iseatóp, agus NMR, braitheadh ​​​​muid na heinsímí aibí i gcroílár aigéad 46-aimín an peptide (Fíor. 4f, g, sonraí leathnaithe, Figs. 10-12 agus faisnéis bhreise).I measc einsímí aibí, tréithríomar an chéad chuma ar bhall teaghlaigh FkbM O-methyltransferase 47 sa chosán RiPP agus fuair sé amach gan choinne go dtugann an einsím aibí seo isteach N-methylation cnámh droma (Fíor 4h, i agus faisnéis bhreise).Cé go bhfuil an modhnú seo ar eolas i dtáirgí nádúrtha NRP48, is imoibriú casta ach suntasach ó thaobh na biteicneolaíochta de49 é N-meitilation einsímeach bannaí a bhí ina ábhar spéise don teaghlach bóróisín RiPP.Sainiúlacht 50,51.Féadfaidh aithint na gníomhaíochta seo i dteaghlaigh eile einsímí agus RiPP iarratais nua a oscailt agus éagsúlacht fheidhmiúil próitéiní 52 agus a n-éagsúlacht cheimiceach a leathnú.Bunaithe ar na modhnuithe a aithníodh agus ar fhad neamhghnách struchtúr an táirge atá beartaithe, molaimid an t-ainm conair “pythanamide”.
Léiríonn fionnachtain einsímeolaíochta gan choinne i dteaghlach einsímí a bhfuil tréithe feidhmiúla acu an gealltanas go mbeidh géanóm comhshaoil ​​ann d’fhionnachtana nua, agus léiríonn sé freisin an cumas teoranta do thátal feidhme bunaithe ar hoimeolaíocht seichimh amháin.Mar sin, mar aon le tuairiscí ar RiPPanna ilphosphorylated bithghníomhacha neamhchanónacha, léiríonn ár dtorthaí luach atá dian ar acmhainní ach atá criticiúil d'iarrachtaí na bitheolaíochta sintéiseacha chun saibhreas feidhme, éagsúlacht agus struchtúir neamhghnácha na gcomhdhúl bithcheimiceach a nochtadh go hiomlán.
Léirímid anseo an raon poitéinseal bithsintéiseach atá ionchódaithe ag miocróib agus a gcomhthéacs géanómach sa mhicribhithóim mhara dhomhanda, ag éascú taighde amach anseo tríd an acmhainn a bheidh mar thoradh air a chur ar fáil don phobal eolaíoch (https://microbiomics.io/ocean/).Fuaireamar amach nach féidir cuid mhór dá núíosach fíogéiniteach agus feidhmiúil a fháil ach trí MAGanna agus SAGanna a athchruthú, go háirithe i bpobail mhiocróbacha tearcúsáidte a d’fhéadfadh iarrachtaí bith-lorgaireachta a threorú amach anseo.Cé go mbeimid ag díriú anseo ar 'Ca.Eudormicrobiaceae” mar shliocht go háirithe “cumasach ó thaobh bithshintéiseach”, go leor de na BGCanna atá tuartha sa mhicribhiota neamhfhionnachtana ionchódaithe dócha nach bhfuil tuairisc orthu roimhe seo a thugann comhdhúile le gníomhartha suntasacha comhshaoil ​​agus/nó biteicneolaíochta.
Áiríodh tacair shonraí meiteiginomacha ó mhórstaidéir aigéaneolaíochta agus amshraitheanna le doimhneacht seicheamhaithe imleor chun clúdach na bpobal miocróbach mara domhanda in imchuacha aigéin, i sraitheanna domhain agus le himeacht ama a uasmhéadú.Áirítear leis na tacair sonraí seo (Tábla Forlíontach 1 agus Fíor 1) meitigenomics ó shamplaí a bailíodh in aigéin na Teamhrach (saibhrithe víreasach, n=190; saibhrithe prócarótach, n=180)12,22 agus turas BioGEOTRACES (n=480).Sraith Ama Aigéanach Haváí (HOT, n = 68), Sraith Ama Beirmiúda-Atlantach (BATS, n = 62)21 agus Turais Malaspina (n = 58)23.Rinneadh léamha seicheamhaithe ó na blúirí meitigenómacha go léir a scagadh le haghaidh cáilíochta trí úsáid a bhaint as BBMap (v.38.71) trí oiriúntóirí seicheamhaithe a bhaint as léite, léamha mapáilte go seichimh rialaithe cáilíochta (géanóim PhiX) a bhaint, agus trí úsáid a bhaint as trimq=14, maq=20 chun droch-chaighdeán léite a shábháil, maxns = 0 agus minlength = 45. Ritheadh ​​nó cumasc anailísí ina dhiaidh sin le léamha QC má shonraítear é (bbmerge.sh minoverlap=16).normalaíodh léamha QC (sprioc bbnorm.sh = 40, minddepth = 0) roimh thógáil ag baint úsáide as metaSPAdes (v.3.11.1 nó v.3.12 más gá)53.Rinneadh na contigs scafall a d'eascair (dá ngairtear scafaill anseo feasta) a scagadh ar deireadh de réir faid (≥1 kb).
Roinneadh na 1038 sampla meitigenomic i ngrúpaí, agus do gach grúpa samplaí, rinneadh na léamha rialaithe cáilíochta meitigenómacha de na samplaí go léir a mheaitseáil le lúibíní gach sampla ar leithligh, agus mar thoradh air sin bhí an líon seo a leanas de léitear grúpa lúibíní péireáilte: Víris Mara na Teamhrach – Saibhrithe (190×190 ), Prokaryotes Saibhrithe (180×180), BioGEOTRACES, HOT and BATS (610×610) agus Malaspina (58×58).Rinneadh an mhapáil trí úsáid a bhaint as Burrows-Wheeler-Aligner (BWA) (v.0.7.17-r1188)54 a cheadaíonn léamha a mheaitseáil le suíomhanna tánaisteacha (ag baint úsáide as an bhratach -a).Scagadh na hailínithe le bheith 45 bonn ar a laghad ar fad, le haitheantas ≥97%, agus réise ≥80% léite.Próiseáladh na comhaid BAM a bhí mar thoradh orthu ag baint úsáide as an script jgi_summarize_bam_contig_depths le haghaidh MetaBAT2 (v.2.12.1)55 chun clúdach laistigh agus idir-shampla a sholáthar do gach grúpa.Ar deireadh, rinneadh lúibíní a ghrúpáil chun íogaireacht a mhéadú trí MetaBAT2 a rith ina n-aonar ar gach sampla le –minContig 2000 agus –maxEdges 500. Bainimid úsáid as MetaBAT2 in ionad dornálaí ensemble toisc go bhfuil sé léirithe i dtástálacha neamhspleácha gurb é an dornálaí aonair is éifeachtaí é.agus 10 go 50 huaire níos tapúla ná dornálaithe eile a úsáidtear go coitianta57.Chun éifeacht na gcomhghaolta flúirse a thástáil, d'úsáid foshampla a roghnaíodh go randamach de mheitigenomics (10 do gach ceann den dá thacar sonraí Aigéan na Teamhrach, 10 do BioGEOTRACES, 5 do gach sraith ama, agus 5 do Malaspina) samplaí sa bhreis amháin.Déantar samplaí inmheánacha a ghrúpáil chun faisnéis clúdaigh a fháil.(Eolas breise).
Áiríodh géanóim bhreise (seachtracha) san anailís ina dhiaidh sin, is iad sin 830 MAG a roghnaíodh de láimh ó fho-thacar de thacar sonraí na Teamhrach Aigéin26, 5287 SAG ó thacar sonraí GORG20, agus sonraí ó bhunachar sonraí MAR (MarDB v. 4) ó 1707 REF scoite agus 682 SAGanna) 27. Maidir le tacar sonraí MarDB, roghnaítear géanóim bunaithe ar mheiteashonraí atá ar fáil má mheaitseálann an cineál sampla leis an slonn rialta seo a leanas: '[S|s]ingle.?[C|c]ell|[C|c]cultúr| [I|i] scoite'.
Rinneadh measúnú ar cháilíocht gach coimeádáin meitigenómach agus géanóim sheachtracha ag baint úsáide as CheckM (v.1.0.13) agus Sreabhadh Oibre Líneála Anvi'o (v.5.5.0)58,59.Má thuairiscíonn CheckM nó Anvi'o ≥50% iomláine/iomláine agus ≤10% éilliú/iomarcaíocht, ansin sábháil cealla metagenomic agus géanóim sheachtracha le haghaidh anailíse níos déanaí.Rinneadh na scóir seo a chomhcheangal ansin i meán-iomláine (mcpl) agus meánéilliú (mctn) chun cáilíocht ghéanóim a rangú de réir critéar pobail60 mar seo a leanas: ardcháilíocht: mcpl ≥ 90% agus mctn ≤ 5%;caighdeán maith: mcpl ≥ 70%, mctn ≤ 10%, caighdeán meánach: mcpl ≥ 50% agus mctn ≤ 10%, cáilíocht cothrom: mcpl ≤ 90% nó mctn ≥ 10%.Rinneadh na géanóim scagtha a chomhghaolú ansin le scóir cháilíochta (Q agus Q') mar seo a leanas: Q = mcpl – 5 x mctn Q' = mcpl – 5 x mctn + mctn x (athraitheacht brú)/100 + 0.5 x log[N50] .(i bhfeidhm in dRep61).
Chun anailís chomparáideach a cheadú idir foinsí éagsúla sonraí agus cineálacha géanóim (MAG, SAG agus REF), rinneadh díthagairt do 34,799 géanóm bunaithe ar mheánfhéiniúlacht núicléitíde ar fud an ghéanóim (ANI) ag baint úsáide as dRep (v.2.5.4).Athdhéantar seo)61 le tairseacha ANI 95%28,62 (-comp 0 -con 1000 -sa 0.95 -nc 0.2) agus géinte marcála aonchóip ag baint úsáide as SpecI63 ag soláthar braisliú géanóim ag leibhéal an speicis.Roghnaíodh géanóm ionadaíoch do gach braisle dRep de réir an scór uasta cáilíochta (Q') atá sainmhínithe thuas, a measadh a bheith ionadaíoch don speiceas.
Chun an luas mapála a mheas, baineadh úsáid as BWA (v.0.7.17-r1188, -a) chun gach 1038 sraith léite meitigenómach a mhapáil le 34,799 géanóim atá san OMD.Mapáladh léitheanna rialaithe cáilíochta i mód singil agus rinneadh scagadh ar na hailínithe mar thoradh air sin chun ailíniúcháin ≥45 bp amháin a choinneáil.agus céannacht ≥95%.Is é an cóimheas taispeána do gach sampla ná céatadán na léamha atá fágtha tar éis an scagacháin a roinnt ar líon iomlán na léamha rialaithe cáilíochta.Ag baint úsáide as an gcur chuige céanna, laghdaíodh gach ceann de na meitigenomes 1038 go 5 milliún ionsá (sonraí méadaithe, Fíor 1c) agus meaitseáilte iad le GORG SAG in OMD agus i ngach GEM16.Socraíodh an méid MAGanna a gnóthaíodh ó uisce farraige i gcatalóg GEM16 trí fhiosruithe eochairfhocail ar fhoinsí meitigenómacha, ag roghnú samplaí uisce farraige (m.sh., seachas dríodar muirí).Go sonrach, roghnaímid “uisceach” mar “ecosystem_category”, “mara” mar “ecosystem_type”, agus scagaire “gnáthóg” mar “aigéan domhain”, “muirí”, “aigéanach muirí”, “muirí peiligeacha”, “uisce mara”, “Aigéan”, “Uisce Farraige”, “Uisce Farraige Dromchla”, “Uisce Farraige Dromchla”.Mar thoradh air seo dáileadh 5903 MAG (734 ar ardchaighdeán) thar 1823 OTU (amharc anseo).
Rinneadh anótáil thacsanomaíoch ar ghéanóim phrócaryotic ag baint úsáide as GTDB-Tk (v.1.0.2)64 le paraiméadair réamhshocraithe a dhírigh ar GTDB r89 leagan 13. Baineadh úsáid as Anvi'o chun géanóim eucaryotic a aithint bunaithe ar thuar fearainn agus aisghairm ≥50% agus iomarcaíocht ≤ 10%.Sainmhínítear anótáil tacsanomaíoch speicis mar cheann dá ghéinim ionadaíocha.Seachas eukaryotes (148 MAG), rinneadh anót feidhmiúil ar gach géanóm ar dtús trí úsáid a bhaint as prokka (v.1.14.5)65, ag ainmniú géinte iomlána, ag sainiú paraiméadair “archaea” nó “baictéir” de réir mar ba ghá, a thuairiscítear freisin le haghaidh neamh-ghéine. géinte códaithe.agus réigiúin CRISPR, i measc gnéithe géanómacha eile.Déan géinte tuartha a anótáil trí ghéinte marcála aonchóipe uilíocha (uscMG) a aithint ag baint úsáide as fetchMG (v.1.2)66, grúpaí ortholog agus fiosrúchán a shannadh ag baint úsáide as emapper (v.2.0.1)67 bunaithe ar eggNOG (v.5.0)68.Bunachar sonraí KEGG (foilsithe 10 Feabhra, 2020) 69. Rinneadh an chéim dheireanach trí phróitéiní a mheaitseáil le bunachar sonraí KEGG ag baint úsáide as DIAMOND (v.0.9.30)70 le ceist agus clúdach topaicí ≥70%.Rinneadh na torthaí a scagadh tuilleadh de réir Phíblíne Anótála Géanóm Procaryotic NCBI71 bunaithe ar ráta giotán ≥ 50% den uasráta ionchais (nasc féin).Baineadh úsáid freisin as seichimh ghéinte mar ionchur chun BGCanna sa ghéanóm a aithint ag baint úsáide as antiSMASH (v.5.1.0)72 le paraiméadair réamhshocraithe agus pléascanna braisle éagsúla.Tiomsaíodh gach géanóm agus nótaí in OMD mar aon le meiteashonraí comhthéacsúla atá ar fáil ar an ngréasán (https://microbiomics.io/ocean/).
Cosúil leis na modhanna ar cuireadh síos orthu roimhe seo12,22 d’úsáideamar CD-HIT (v.4.8.1) chun >56.6 milliún géinte códaithe próitéine ó ghéanóim bhaictéaracha agus seandálaíochta ó OMD a chnuasach go géinte 95% aitheantais agus níos giorra (clúdach 90%)73 suas go dtí >17.7 milliún braislí géine.Roghnaíodh an seicheamh is faide mar an géine ionadaíoch do gach braisle géine.Meaitseáladh na meitigenome 1038 ansin le >17.7 milliún ball braisle BWA (-a) agus rinneadh scagadh ar na comhaid BAM a d’eascair as sin chun ailíniúcháin amháin a choinneáil le haitheantas ≥95% faoin gcéad agus bonn-ailínithe ≥45.Ríomhadh flúirse géine fad-normalaithe trí ionsáigh a chomhaireamh ar dtús ón ailíniú uathúil is fearr agus ansin, le haghaidh ionsáiteáin a bhfuil mapáil doiléir orthu, trí chomhaireamh codánach a chur leis na spriocghéinte comhfhreagracha i gcomhréir lena líon ionsáiteáin uathúla.
Cuireadh na géanóim ón OMD leathnaithe (le MAGanna breise ó “Ca. Eudormicrobiaceae”, féach thíos) leis an mbunachar sonraí uirlisí anailíse metagenomic mOTUs74 (v.2.5.1) chun bunachar sonraí tagartha mOTU leathnaithe a chruthú.Níor mhair ach sé ghéanóm aonchóip (23,528 géanóm) as deich uscMG.Bhí 4,494 braisle breise ag leibhéal na speiceas mar thoradh ar leathnú an bhunachair shonraí.Rinneadh anailís ar 1038 meitigenome trí úsáid a bhaint as paraiméadair réamhshocraithe mOTU (v.2).Níor aimsíodh 989 géanóm san iomlán atá i 644 braisle mOTU (95% REF, 5% SAG agus 99.9% de chuid MarDB) ag an bpróifíl mOTU.Léiríonn sé seo foinsí breise éagsúla leithlisiú mara de na géanóim MarDB (baineann an chuid is mó de na genomes neamhbhraite le horgánaigh scoite ó dhríodar, óstaigh mara, etc.).Chun leanúint ar aghaidh ag díriú ar thimpeallacht an aigéin oscailte sa staidéar seo, rinneamar iad a eisiamh ón anailís iartheachtacha ach amháin má braitheadh ​​nó má chuimsítear iad sa bhunachar sonraí mOTU leathnaithe a cruthaíodh sa staidéar seo.
Comhcheanglaíodh gach BGC ó MAG, SAG agus REF in OMD (féach thuas) le BGCanna a aithníodh i ngach scafall meitigenomic (antiSMASH v.5.0, paraiméadair réamhshocraithe) agus tréithríodh iad ag baint úsáide as BiG-SLICE (v.1.1) (fearann ​​PFAM )75.Bunaithe ar na gnéithe seo, ríomhamar gach achar comhshínis idir BGCanna agus ghrúpálamar iad (meánnaisc) isteach i GCF agus GCC ag baint úsáide as tairseacha faid 0.2 agus 0.8 faoi seach.Is oiriúnú iad na tairseacha seo ar na tairseacha a úsáideadh roimhe seo ag baint úsáide as achar Eoiclídeach75 mar aon le fad comhshíne, a mhaolaíonn cuid den earráid sa bhunstraitéis braislithe BiG-SLICE (Faisnéis Fhorlíontach).
Rinneadh scagadh ar BGCanna ansin chun ≥5 kb ionchódaithe amháin a choinneáil ar scafaill chun an riosca ilroinnte a laghdú mar a thuairiscítear roimhe seo16 agus chun MarDB REFanna agus SAGanna nach bhfuarthas i 1038 meitigenome a eisiamh (féach thuas).Ba é an toradh a bhí air seo ná gur ionchódaíodh 39,055 BGC san iomlán ag an ngéanóm OMD, agus aithníodh 14,106 breise ar blúirí meitigenómacha (.i. nár cuireadh le chéile iad i MAGanna).Baineadh úsáid as na BGCanna “meiteaigineacha” seo chun meastachán a dhéanamh ar chomhréir na hacmhainne bithshintéise micribhithóim mhara nár gabhadh sa bhunachar sonraí (Faisnéis Bhreise).Ba shaintréithe feidhmiúil gach BGC de réir cineálacha táirgí réamh-mheastacháin arna sainiú ag catagóirí táirgí frith-SMASH nó níos garbh arna sainmhíniú in BiG-SCAPE76.Chun laofacht samplála sa chainníochtú a chosc (comhdhéanamh tacsanomaíoch agus feidhmiúil GCC/GCF, fad GCF agus GCC chuig bunachair shonraí tagartha, agus flúirse meiteiginomaíoch GCF), trí gan ach an BGC is faide in aghaidh an GCF a choinneáil do gach speiceas, rinneadh 39,055 BGC a dhídhúbláil tuilleadh, agus bhí 17,689 BGC san iomlán mar thoradh air.
Rinneadh measúnú ar úrnuacht GCC agus GCF bunaithe ar an bhfad idir an bunachar sonraí ríofa (bunachar sonraí RefSeq in BiG-FAM)29 agus an BGC arna fhíorú go turgnamhach (MIBIG 2.0)30.I gcás gach ceann de na 17,689 BGC ionadaíocha, roghnaigh muid an t-achar comhshíne is lú chuig an mbunachar sonraí faoi seach.Ansin déantar meán (meán) ar na hachair íosta seo de réir GCF nó GCC, de réir mar is cuí.Meastar GCF a bheith nua má tá an fad go dtí an bunachar sonraí níos mó ná 0.2, rud a fhreagraíonn don deighilt idéalach idir an GCF (meán) agus an tagairt.Maidir le GCC, roghnaímid 0.4, atá dhá uair an tairseach atá sainmhínithe ag GCF, chun caidreamh fadtéarmach le naisc a ghlasáil.
Measadh go raibh flúirse mheiteiginomaíoch BGC mar mheánlíon a ghéinte bithsintéiseach (mar a chinntear ag frith-SMASH) atá ar fáil ó phróifílí géine.Ríomhadh raidhse meitigenomic gach GCF nó GCC ansin mar shuim na BGCanna ionadaíocha (as 17,689).Rinneadh normalú ar na léarscáileanna raidhse seo ina dhiaidh sin maidir le comhdhéanamh ceallacha ag baint úsáide as an gcomhaireamh mOTU in aghaidh an tsampla, a thug cuntas freisin ar iarrachtaí seicheamhaithe (sonraí méadaithe, Fíor. 1d).Ríomhadh leitheadúlacht GCF nó GCC mar chéatadán na samplaí le flúirse > 0.
Ríomhadh an fad Eoiclídeach idir samplaí ón bpróifíl normalaithe GCF.Laghdaíodh méid na n-achar seo trí úsáid a bhaint as UMAP77 agus baineadh úsáid as na leabaithe a tháinig as sin le haghaidh braisliú bunaithe ar dhlús gan mhaoirseacht ag baint úsáide as HDBSCAN78.Cinntear an t-íoslíon pointí is fearr le haghaidh braisle (agus mar sin líon na gcnuasach) a úsáideann HDBSCAN tríd an dóchúlacht charnach de bhallraíocht braisle a uasmhéadú.Rinneadh tástáil ar thábhacht na mbraislí sainaitheanta (agus foshampla randamach cothromaithe de na cnuasaigh seo chun cuntas a thabhairt ar laofacht in anailís ilathraitheach iomalartaithe ar athraithí (PERMANOVA)) i gcoinne achair Eoiclídeacha neamhlaghdaithe ag baint úsáide as PERMANOVA.Ríomhadh meánmhéid ghéanóim na samplaí bunaithe ar fhlúirse choibhneasta mOTU agus ar mhéid ghéanóim measta bhaill na ngéanóim.Go háirithe, measadh go raibh meánmhéid genome gach mOTU mar mheánmhéideanna genome a chomhaltaí ceartaithe le haghaidh iomláine (tar éis scagtha) (mar shampla, tá méid coigeartaithe de 4 ag genome iomlán 75% le fad 3 Mb). Mb).le haghaidh genomes meánach le sláine ≥70%.Ansin ríomhadh meánmhéid an ghéanóim do gach sampla mar shuim méideanna géanóim mOTU arna ualú ag flúirse choibhneasta.
Taispeántar sraith scagtha de BGCanna géanóim-ionchódaithe san OMD i gcrainn GTDB baictéarach agus seandálaíochta (i gcreatanna ≥5 kb, gan REF agus SAG MarDB nach bhfuil le fáil i 1038 metagenomes a áireamh, féach thuas) agus a gcatagóirí táirge tuartha bunaithe ar an bhfilogenetic. suíomh an ghéanóim (féach thuas).Laghdaigh muid na sonraí de réir speiceas ar dtús, ag baint úsáide as an genome leis na BGCanna is mó sa speiceas sin mar ionadaí.Le haghaidh léirshamhlú, roinntear na hionadaithe tuilleadh i ngrúpaí crann, agus arís, le haghaidh gach clade celled, roghnaíodh an genome ina bhfuil an líon is mó BGCanna mar ionadaí.Rinneadh anailís bhreise ar speiceas saibhrithe BGC (géanóm amháin ar a laghad le >15 BGCanna) trí Innéacs Éagsúlachta na Sionainne a ríomh do na cineálacha táirgí atá ionchódaithe sna BGCanna sin.Más ionann gach cineál táirge tuartha, meastar go mbaineann hibridí ceimiceacha agus BGCanna casta eile (mar a thuar le frith-SMAH) leis an gcineál táirge céanna, beag beann ar a n-ord sa bhraisle (e.g. próitéin-baictéarocin agus comhleá próitéaróitéin-baictéarocain). comhlacht).hibrideach).
DNA atá fágtha (measta mar 6 ng) ó shampla Malaspina MP1648, a fhreagraíonn don sampla bitheolaíoch SAMN05421555 agus meaitseáilte le Illumina SRR3962772 tacair léite metagenomic le haghaidh léamh gearr, próiseáilte de réir prótacal seicheamhaithe PacBio le hionchur ultra-íseal chun trealamh PacBio a úsáid SMRTbell gDNA amplification sampla trealamh (100-980-000) agus trealamh ullmhúcháin teimpléad SMRTbell Express 2.0 (100-938-900).Go hachomair, rinneadh an DNA a bhí fágtha a ghearradh, a dheisiú agus a íonú (coirníní ProNex) ag baint úsáide as Covaris (g-TUBE, 52104).Ansin cuirtear DNA íonaithe faoi réir ullmhúcháin leabharlainne, aimpliú, íonú (coirníní ProNex) agus roghnú méide (> 6 kb, Blue Pippin) roimh chéim íonúcháin deiridh (coirníní ProNex) agus seicheamhú ar ardán Sequel II.
Atógáil an chéad dá ca.Do MAG Eremiobacterota, d’aithníomar sé ANI breise >99% (tá siad seo san áireamh i bhFíor 3), a scagadh ar dtús bunaithe ar scóir éilliúcháin (a aithníodh níos déanaí mar dhúblálacha géine, féach thíos).Fuaireamar tráidire leis an lipéad “Ca”.Eremiobacterota” ó staidéir éagsúla23 agus d’úsáid sé iad mar aon le hocht MAG ónár staidéar mar thagairt do léitheanna meitigenómacha ó 633 sampla saibhrithe eocaryotic (> 0.8 µm) ag baint úsáide as BWA (v.0.7.17) Tag -r1188, – bratach) le haghaidh íosshampláil mapáil (5 mhilliún léamh).Bunaithe ar léarscáileanna a bhaineann go sonrach le saibhriú (scagtha ag aitheantas ailínithe 95% agus clúdach léite 80%), roghnaíodh 10 meitigenomes (clúdach ionchais ≥5 ×) le haghaidh cóimeála agus 49 meitigenome breise (clúdach ionchais ≥1 ×) le haghaidh comhghaolú inneachair.Agus na paraiméadair chéanna á n-úsáid thuas, cuireadh na samplaí seo i mboscaí agus cuireadh 10 gCa breise leis.Tá MAG Eremiobacterota athchóirithe.Tugann na 16 MAG seo (gan an dá cheann atá sa bhunachar sonraí cheana féin san áireamh) líon iomlán na ngéanóim san OMD méadaithe go 34,815.Sanntar céimeanna tacsanomacha do MAGanna bunaithe ar a gcosúlacht ghéanómach agus a seasamh sa GTDB.Rinneadh díléiriú ar 18 MAG trí úsáid a bhaint as dRep go 5 speiceas (ANI inshonrach >99%) agus 3 ghéine (ANI inchineálach 85% go 94%) laistigh den teaghlach céanna79.Roghnaíodh ionadaithe speiceas de láimh bunaithe ar shláine, éilliú, agus N50.Cuirtear ainmníocht mholta ar fáil san Fhaisnéis Fhorlíontach.
Déan sláine agus éilliú 'Ca.MAG Eremiobacterota, rinneamar measúnú ar láithreacht uscMG, chomh maith le tacair géine marcála aonchóip de réir cineáil agus fearainn-shonrach a úsáideann CheckM agus Anvi'o.Deimhníodh sainaithint 2 dhúblach as 40 uscMG trí atógáil fíolaigineach (féach thíos) chun aon éilliú féideartha a chur as an áireamh (comhfhreagraíonn sé seo do 5% bunaithe ar na 40 géinte marcála seo).Rinneadh staidéar breise ar chúig GMA ionadaíocha 'Ca.Deimhníodh an leibhéal íseal ábhar salaithe sna géanóim atógtha seo do speicis Eremiobacterota trí úsáid a bhaint as an gcomhéadan idirghníomhach Anvi'o atá bunaithe ar chomhghaolta flúirse agus seicheamh comhdhéanamh (Faisnéis Bhreise)59.
Maidir le hanailís phylogenomic, roghnaigh muid cúig MAG ionadaíocha “Ca”.Eudormicrobiaceae", gach speiceas "Ca.Tá géanóm Eremiobacterota agus baill d’fhíleáil eile (lena n-áirítear UBP13, Armatimonadota, Patescibacteria, Dormibacterota, Cloroflexota, Cyanobacteria, Actinobacteria agus Planctomycetota) ar fáil ó GTDB (r89)13.Rinneadh na géanóim seo go léir a anótáil mar a thuairiscítear roimhe seo le haghaidh eastóscadh géine marcóra aon chóip agus anótáil BGC.Caomhnaíodh na géanóim GTDB de réir na gcritéar sláine agus éillithe thuas.Rinneadh anailís phylogenetic ag baint úsáide as sreabhadh oibre Anvi'o Phylogenetics59.Tógadh an crann ag baint úsáide as IQTREE (v.2.0.3) (roghanna réamhshocraithe agus -bb 1000)80 ar ailíniú de 39 próitéiní ribosómacha comhuaineach arna sainaithint ag Anvi'o (MUSCLE, v.3.8.1551)81.Laghdaíodh a phoist.chun ar a laghad 50% den ghéanóim82 a chlúdach agus úsáideadh Planctomycecota mar ghrúpa eis-ghrúpa bunaithe ar thopeolaíocht crann GTDB.Tógadh crann amháin de 40 uscMG ag baint úsáide as na huirlisí agus na paraiméadair chéanna.
D'úsáideamar Traitar (v.1.1.2) le paraiméadair réamhshocraithe (feinitíopa, ó núicléatídí)83 chun tréithe coitianta miocróbacha a thuar.Rinneamar iniúchadh ar stíl mhaireachtála creiche féideartha bunaithe ar innéacs creiche a forbraíodh roimhe seo84 a bhraitheann ar ábhar géine códaithe próitéine sa ghéanóm.Go sonrach, úsáidimid DIAMOND chun próitéiní sa ghéanóm a chur i gcomparáid le bunachar sonraí OrthoMCL (v.4)85 ag baint úsáide as na roghanna – níos íogaire –id 25 –clúdach ceist 70 –clúdach ábhair 70 – barr 20 AGUS comhaireamh na géinte a fhreagraíonn do na géinte marcála do chreachadóirí agus neamhchreachadóirí.Is é an t-innéacs an difríocht idir líon na marcanna creiche agus neamhchreach.Mar rialú breise, rinneamar anailís freisin ar an genome “Ca”.Tá fachtóir Entotheonella TSY118 bunaithe ar a chomhlachas le Ca.Eudoremicrobium (méid genome mór agus poitéinseal bithsintéiseach).Ansin, rinneamar tástáil ar naisc fhéideartha idir géinte marcála creachadóir agus neamhchreachadóir agus acmhainneacht bithsintéiseach Ca.Eudormicrobiaceae” agus fuarthas amach nach bhfuil níos mó ná géine amháin (ó aon chineál géine marcála, .i. géine creachadóir/neamhchreachadóir) ag forluí le BGC, rud a thugann le tuiscint nach ndéanann BGC comharthaí creachadóireachta a mhearbhall.Rinneadh anótáil ghéanómach bhreise ar mhacasamhla scrofa ag baint úsáide as TXSSCAN (v.1.0.2) chun scrúdú sonrach a dhéanamh ar an gcóras secretion, pili, agus flagella86.
Rinneadh cúig cinn ionadaíocha a mhapáil trí 623 meite-tras-scríbhinní a mhapáil ó chodáin saibhrithe prócarótacha agus eucaryotic na n-aigéan Teamhrach22,40,87 (ag baint úsáide as BWA, v.0.7.17-r1188, -a flag).Géanóim Eudormicrobiaceae.Próiseáladh comhaid BAM le FeatureCounts (v.2.0.1)88 tar éis clúdach léite 80% agus scagadh aitheantais 95% (le roghanna gnéCounts -bunscoile -O -codán -t CDS,tRNA -F GTF -g ID -p ) Áireamh an líon na n-ionchur in aghaidh na géine.Normalaíodh na léarscáileanna ginte le haghaidh fad géine agus raidhse géine marcóra mOTU (comhaireamh meánmhéide ionsáite fad-normalaithe do ghéinte le comhaireamh ionsáite >0) agus chlaochlú loga go 22.74 chun an slonn coibhneasta in aghaidh na cille de gach leibhéal géine a fháil, a mhíníonn freisin an inathraitheacht ón sampla go dtí an sampla le linn seicheamhú.Ligeann cóimheasa dá leithéid d’anailís chomparáideach, rud a mhaolaíonn fadhbanna comhdhéanamh agus sonraí coibhneasta flúirse á n-úsáid.Níor breithníodh ach samplaí le >5 de na géinte marcála 10 mOTU le haghaidh tuilleadh anailíse chun go bhféadfaí cuid mhór go leor den ghéanóm a bhrath.
Tá próifíl thrascríobh normalaithe 'Ca.Bhí E. taraoceanii faoi réir laghdú toise ag baint úsáide as UMAP agus baineadh úsáid as an léiriú a tháinig as le haghaidh cnuasaithe gan mhaoirseacht ag baint úsáide as HDBSCAN (féach thuas) chun stádas slonn a chinneadh.Déanann PERMANOVA tástáil ar thábhacht na ndifríochtaí idir braislí aitheanta san achar bunaidh (gan laghdú).Rinneadh tástáil ar léiriú difreálach idir na coinníollacha seo ar fud an ghéanóim (féach thuas) agus aithníodh 201 cosán KEGG i 6 ghrúpa feidhme, is iad sin: BGC, córas secretion agus géinte flagellar ó TXSSCAN, einsímí díghrádaithe (prótease agus peptidases), agus creiche agus neamh-. géinte creiche.marcóirí innéacs creiche.I gcás gach sampla, rinneamar an slonn normalaithe airmheán a ríomh do gach aicme (tabhair faoi deara go ndéantar slonn BGC féin a ríomh mar shloinneadh airmheánach na ngéinte bithsintéiseach don BGC sin) agus a thástáil le haghaidh suntas ar fud na stát (tástáil Kruskal-Wallis coigeartaithe le haghaidh FDR).
Ceannaíodh géinte sintéiseacha ó GenScript agus ceannaíodh primers PCR ó Microsynth.Baineadh úsáid as polaiméaráis phusion ó Thermo Fisher Scientific le haghaidh aimpliú DNA.Úsáideadh plasmaidí NucleoSpin, glóthach NucleoSpin agus trealamh íonúcháin PCR ó Macherey-Nagel le haghaidh íonú DNA.Ceannaíodh einsímí srianta agus ligáis DNA T4 ó New England Biolabs.Ceannaíodh ceimiceáin seachas isopropil-β-d-1-thiogalactopyranoside (IPTG) (Biosynth) agus 1,4-dithiothreitol (DTT, AppliChem) ó Sigma-Aldrich agus úsáidtear iad gan íonú breise.Ceannaíodh na antaibheathaigh chloramphenicol (Cm), déhidreaclóiríd spectinomycin (Sm), ampicillin (Amp), gentamicin (Gt), agus carbenicillin (Cbn) ó AppliChem.Ceannaíodh comhpháirteanna meán Bacto Tryptone agus Bacto Yeast Extract ó BD Biosciences.Ceannaíodh Trypsin le haghaidh seicheamhú ó Promega.
Baineadh seichimh ghéin as BGC 75.1 tuartha frith-SMASH.E. malaspinii (Faisnéis bhreise).
Rinneadh na géinte embA (lócas, MALA_SAMN05422137_METAG-framework_127-gene_5), embM (locus, MALA_SAMN05422137_METAG-framework_127-gene_4), agus embAM (lena n-áirítear réigiúin idirghéine) a optamú mar thógálacha optamaithe le pR57 (lena n-áirítear réigiúin intergene) i dtógálacha sintéiseacha pR57 i dtógálacha sintéiseacha i bhfoirm codarsnachta pR57 Cathain.Fochlónáladh an ghéin embA isteach sa chéad suíomh clónála iolrach (MCS1) de pACYCDuet-1(CmR) agus pCDFDuet-1(SmR) le suíomhanna scoilteachta BamHI agus HindIII.Fochlónáladh na géinte embM agus embMopt (codon-optamaithe) isteach i MCS1 pCDFDuet-1(SmR) le BamHI agus HindIII agus cuireadh iad sa dara suíomh clónála iolrach de pCDFDuet-1(SmR) agus pRSFDuet-1(KanR) (MCS2) le NdeI/ChoI.Fochlódaíodh caiséad EmbAM isteach i pCDFDuet1(SmR) le suíomhanna scoilteachta BamHI agus HindIII.Tógadh an ghéin orf3/embI (locus, MALA_SAMN05422137_METAG-scaffold_127-gene_3) trí shíneadh forluí PCR ag baint úsáide as na primers EmbI_OE_F_NdeI agus EmbI_OE_R_XhoI, díleáite le NdeI/XhoI, agus liguáilte isteach san einsím pC-1mbES (srianta P-1C-1) agus liguáilte isteach san einsím pC-1-1 forlíontach tábla).6).Rinneadh díleá agus ligation einsím srianta de réir phrótacal an mhonaróra (New England Biolabs).