摘要
分裂和细胞壁(起重集团)基因簇由17个基因组成,编码肽聚糖合成和细胞分裂的关键步骤。为了了解这个簇的起源和进化,我们分析了它在1000多个细菌基因组中的存在。我们展示了起重集团在所有细菌中,基因簇在基因含量和基因顺序上都非常保守,并且在某些门中只经历了很少的重排,这可能与细胞包膜特异性有关,但与细胞形状没有直接关系。12个最保守的序列起重集团集群基因产生了一个强大的细菌树,这在很大程度上与最近基于常用标记的系统发育一致。此外,进化差异分析表明起重集团基因簇在定义高阶分类学边界方面具有优势,并表明候选门辐射(CPR)中至少有两个主要门匹配尖锐的两分法起重集团基因簇排列。我们的结果确定了起重集团并表明它已经垂直进化了数十亿年,类似于核糖体等主要细胞机器。这种强烈的系统发育信号,加上在大进化距离上保守的基因组同质性,使得这一发现成为可能起重集团基因簇是一组健壮的替代标记来解决不断增长的细菌树。
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2023年1月4日
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致谢
这项工作得到了法国国家研究机构(ANR)的资助(批准号:第1 - om ANR-16-CE12-0010号),巴斯德研究所“横向研究计划”(批准号:PTR 39-16),法国政府的avenir投资计划,“新发传染病综合生物学”卓越实验室(批准号:ANR-10-LABX-62-IBEID)和Moore基金会(批准号:71785)。D.M.得到了巴黎巴斯德大学(PPU)国际博士项目的支持。资助者在研究设计、数据收集和分析、决定发表或准备手稿方面没有任何作用。这项工作使用了巴黎巴斯德研究所IT部门提供的计算和存储服务(TARS集群)。我们感谢加州大学伯克利分校的创新基因组学研究所。我们还要感谢华威大学的C. Rodrigues就该问题进行的讨论枯草芽孢杆菌起重集团集群。
作者信息
作者及单位
贡献
d.m., N.T.和A.L.J.进行了分析。N.T.和S.G.监督了这项研究。d.m.,齿数,A.L.J J.F.B.密度和写论文。所有作者都对手稿的最终版本做出了贡献。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有利益冲突。
同行评审
同行评议信息
微生物学性质感谢匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。同行评审报告是可用的。
额外的信息
出版商的注意b施普林格《自然》杂志对已出版的地图和机构的管辖权要求保持中立。
补充信息
补充信息:
图1-11
补充表1-3
1.起重集团DB-SMALL(387个分类群)的聚类同源物。对于每个分类单元,我们提供了NCBI TaxID,分类和NCBI Genbank上15个同源物的加入号起重集团簇蛋白(MraZ、MraW、FtsI、MurE、MurF、MraY、MurD、FtsW、MurG、MurC、MurB、MurA、DdlB、FtsA和FtsZ)和蛋白MrdA和RodA。对于每个蛋白质,有一列对应于用HMMSEARCH (' _HMMSEARCH ')获得的命中值,一列对应于用MacSyFinder (' _DCW '和' _cluster ')获得的命中值。这些命中是使用比对、系统发育和同步性手工整理的。该表是补充表2的简化和清理版本。2.起重集团DB-LARGE(1081个分类群)的聚类同源物。对于每个分类单元,我们提供了NCBI TaxID,生物体名称,NCBI装配的加入,装配的NCBI RefSeq类别,装配水平,分类和鉴定的同源物的NCBI Genbank的加入号起重集团簇蛋白(MraZ、MraW、FtsI、MurE、MurF、MraY、MurD、FtsW、MurG、MurC、MurB、MurA、DdlB、FtsA和FtsZ)。对于每个蛋白质,有一列对应于用HMMSEARCH (' _HMMSEARCH ')获得的命中值,一列对应于用MacSyFinder (' _DCW ')获得的命中值。一个单独的表格包含起重集团仅在CPR(279个分类群)中有集群同源物。3.利用HMMSEARCH获得DB-SMALL(387个分类群)的MurJ同源物。对于每个分类单元,我们提供了NCBI TaxID,分类和同源物的NCBI Genbank加入号。
权利和权限
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关于本文
引用本文
Megrian, D., Taib, N., Jaffe, A.L.et al。古老的起源和有限的进化分裂和细胞壁细菌中的基因簇。Nat Microbiol7中文信息学报,2114-2127(2022)。https://doi.org/10.1038/s41564-022-01257-y
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