304 Tûbeya pêçandî ya ji pola zengarnegir / zomponent zhemîkî ya lûleyê, Potansiyela Biosynthetic ya Mîkrobioma Deryaya Gerdûnî

Spas ji bo serdana Nature.com.Hûn guhertoyek gerokek bi piştgirîya CSS-ya sînorkirî bikar tînin.Ji bo ezmûna çêtirîn, em pêşniyar dikin ku hûn gerokek nûvekirî bikar bînin (an jî Moda Lihevhatinê ya di Internet Explorer de neçalak bikin).Wekî din, ji bo ku piştgirîya domdar misoger bike, em malperê bêyî şêwaz û JavaScript nîşan didin.
Sliders her slayd sê gotaran nîşan dide.Bişkojkên paş û paşê bikar bînin da ku di nav slaytan de bigerin, an jî bişkokên kontrolkerê slideyê yên li dawiyê bikar bînin da ku di her slaytê de bigerin.

Danasîna hilberê ya berfireh

304 Tûbe / lûleyek pêçandî ya ji pola zengarnegir
1. Specification: Sinless pola coil tube / tubing
2. Cure: welded an seamless
3. Standard: ASTM A269, ASTM A249
4. OD boriyeke polayê zengarnegir: 6mm ber 25.4MM
5. Dirêjbûn: 600-3500MM an jî li gorî hewcedariya xerîdar.
6. Kûrahiya dîwar: 0.2mm heta 2.0mm.

7. Tolerans: OD: +/-0.01mm;Stûrahî: +/-0,01%.

8. Mezinahiya qulika hundurê kulikê: 500MM-1500MM (li gorî daxwazên xerîdar dikare were sererast kirin)

9. Bilindahiya kulikê: 200MM-400MM (li gorî daxwazên xerîdar dikare were sererast kirin)

10. Rûber: Bûk an jî pêçandî
11. Materyal: 304, 304L, 316L, 321, 301, 201, 202, 409, 430, 410, alloy 625, 825, 2205, 2507, hwd.
12. Pakkirin: çenteyên pêçandî di doza darîn, paleta darîn, şaxê darîn, an li gorî hewcedariya xerîdar
13. Test: pêkhateya kîmyewî, hêza hilberandinê, hêza tîrêjê, pîvana hişkiyê
14. Garantî: Aliyê sêyemîn (mînak: SGS TV) teftîşkirin, hwd.
15. Serlêdan: Xemilandin, mobîlya, veguheztina rûn, veguheztina germê, çêkirina rail, çêkirina kaxez, otomobîl, hilberîna xwarinê, bijîjkî, hwd.

Civakên mîkrobên xwezayî ji hêla fîlogenetîkî û metabolîkî ve cihêreng in.Ji bilî komên organîzmayên ku nehatine lêkolînkirin1, ev cihêrengî ji bo vedîtina enzîmên girîng ên ekolojîk û biyoteknolojîkî û pêkhateyên biyokîmyayî jî potansiyelek dewlemend heye2,3.Lêbelê, lêkolîna vê cihêrengiyê ji bo destnîşankirina riyên genomîk ên ku pêkhateyên weha sentez dikin û wan bi hosteyên xwe yên têkildar ve girêdidin, pirsgirêkek dimîne.Potansiyela biosyntetîk a mîkroorganîzmayên li okyanûsa vekirî ji ber sînorkirinên di analîzkirina daneyên çareseriya tevahî genom de li ser astek gerdûnî bi gelemperî nenas dimîne.Li vir, em cihêrengî û cihêrengiya komên genên biosentetîkî yên li okyanûsê bi yekkirina nêzîkê 10,000 genomên mîkrobial ên ji şaneyên çandî û hucreyên yekane digel zêdetirî 25,000 genomên pêşnumayên nû hatine çêkirin ji zêdetirî 1,000 nimûneyên ava deryayê vedikolin.Van hewldanan bi qasî 40,000 komên genên biosyntetîk ên ku bi piranî nû têne texmîn kirin nas kirin, ku hin ji wan di komên fîlogenetîkî yên berê de ne gumanbar hatine dîtin.Di van nifûsê de, me rêzek dewlemendkirî bi komên genên biosentetîkî ("Candidatus Eudormicrobiaceae") ku ji fîlimek bakterî ya neçandî ve girêdayî ye nas kir û di vê hawîrdorê de hin mîkroorganîzmayên cihêreng ên biyosentetîk tê de hene.Ji vana, me rêyên fosfataz-peptîd û pytonamide destnîşan kirine, bi rêzê ve mînakên strukturên pêkhateya biyoaktîf a bêhempa û enzîmolojiyê nas dikin.Di encamnameyê de, ev lêkolîn destnîşan dike ka stratejiyên mîkrobiome çawa dikarin vekolîna enzîmên berê yên nenas û xwarinên xwezayî di mîkrobiota û jîngehek nebaş de têgihîştin bikin.
Mîkrob çerxên biyogeokîmyayî yên gerdûnî dimeşînin, tevnên xwarinê diparêzin, nebat û heywanan saxlem dihêlin5.Cihêrengiya wan a mezin a fîlogenetîkî, metabolîk û fonksiyonel potansiyelek dewlemend ji bo vedîtina taxa1, enzîm û pêkhateyên biyokîmyayî yên nû, tevî hilberên xwezayî6, nîşan dide.Di civakên ekolojîk de, ev molekul mîkroorganîzmayên bi cûrbecûr fonksiyonên fîzyolojîk û ekolojîk pêşkêş dikin, ji ragihandinê heya pêşbaziyê 2, 7.Ji bilî fonksiyonên wan ên orîjînal, van hilberên xwezayî û rêyên hilberîna wan ên bi koda genetîkî ji bo sepanên biyoteknolojî û dermankirinê nimûneyan peyda dikin2,3.Nasîna rê û girêdanên weha ji hêla lêkolîna mîkrobên çandî ve pir hêsan bûye.Lêbelê, lêkolînên taksonomîkî yên hawîrdorên xwezayî nîşan didin ku pirraniya mîkroorganîzmayan nehatine çandin8.Ev neyartiya çandî şiyana me ya îstismarkirina cihêrengiya fonksiyonel a ku ji hêla gelek mîkroban ve hatî kod kirin sînordar dike4,9.
Ji bo derbaskirina van sînoran, pêşkeftinên teknolojîk ên di deh salên borî de hişt ku lêkolîner rasterast (ango bêyî çandek berê) perçeyên DNA yên mîkrobial ên ji tevahî civatan (metagenomics) an şaneyên yekane rêz bikin.Qabiliyeta komkirina van perçeyan di perçeyên genomê yên mezin de û ji nû ve avakirina gelek genomên bi metagenomîkî yên berhevkirî (MAG) an genomên yekbûyî yên zêdekirî (SAGs), bi rêzê ve, fersendek girîng vedike ji bo lêkolînên taksocentrîkî yên mîkrobiomê (ango, civakên mîkrobial û mîkrobiome).rêyên nû vekin.maddeya genetîkî ya xwedan li hawîrdorek diyarkirî) 10,11,12.Bi rastî, lêkolînên vê dawîyê temsîla fîlogenetîkî ya cihêrengiya mîkrobialî ya li ser Erdê1, 13 pir berfireh kirine û pir cihêrengiya fonksiyonel a di civakên mîkrobiyayî yên takekesî de ku berê ji hêla rêzikên genomê yên referansa mîkroorganîzmayên çandî (REF) ve nehatine vegirtin, eşkere kirine.Qabiliyeta cîbicîkirina cihêrengiya fonksiyonel a nedîtî di çarçoveya genoma mêvandar de (ango, çareseriya genomê) ji bo pêşbînkirina xêzên mîkrobial ên hîn nenaskirî yên ku bi guman hilberên nû yên xwezayî kod dikin15,16 an jî ji bo şopandina pêkhateyên weha li hilberînerê xweya resen17 girîng e.Mînakî, nêzîkatiyek analîza genomî ya metagenomîk û yek-hucreyî ya hevgirtî rê li ber naskirina Candidatus Entotheonella, komek ji bakteriyên têkildar ên ji hêla metabolîkî ve dewlemend ve, wekî hilberînerên cûrbecûr potansiyelên dermanan pêk aniye18.Lêbelê, tevî hewildanên vê dawîyê yên lêgerîna genomîkî ya civakên cihêreng ên mîkrobîkî, 16,19 zêdetirî du-sê daneyên metagenomîkî yên gerdûnî yên ji bo mezintirîn okyanûsa ekosîstemên Dinyayê16,20 hîn jî winda ne.Bi vî rengî, bi gelemperî, potansiyela biosentetîkî ya mîkrobioma marine û potansiyela wê wekî depoyek hilberên enzîmatîk û xwezayî yên nû bi piranî têne lêkolîn kirin.
Ji bo vekolîna potansiyela biosyntetîk a mîkrobiomên deryayî li ser astek gerdûnî, me pêşî genomên mîkrobial ên deryayî yên ku bi karanîna rêbazên girêdayî çand û ne-çandî hatine wergirtin berhev kirin da ku databasek berfireh a fîlogenetîkî û fonksiyona genê biafirînin.Vekolîna vê databasê cûrbecûr komên jenê yên biosyntetîk (BGC) eşkere kir, ku piraniya wan ji malbatên koma genê (GCF) yên hîn nenaskirî ne.Wekî din, me malbatek bakterî ya nenas nas kir ku heya roja îro di okyanûsa vekirî de cihêrengiya herî zêde ya naskirî ya BGC nîşan dide.Me du rêgezên senteza rîbozomî û peptîda peptîdê (RiPP) ya guherbar a piştî-wergerandinê ji bo erêkirina ceribandinê li ser bingeha cûdahiyên wan ên genetîkî ji rêyên naskirî yên niha hilbijart.Taybetmendiya fonksiyonel a van rêçikan mînakên neçaverêkirî yên enzîmolojiyê û her weha pêkhateyên strukturî yên neasayî yên bi çalakiya astengker a protease re eşkere kir.
Di destpêkê de, me armanc kir ku çavkaniyek daneya gerdûnî ji bo analîza genomê biafirînin, ku balê dikişîne ser pêkhateyên wê yên bakterî û arkeal.Ji bo vê mebestê, me daneyên metagenomîk û 1038 nimûneyên ava deryayê ji 215 cihên nimûneyê yên ku li çaraliyê cîhanê hatine belav kirin (rêjeya firehiyê = 141,6°) û çend qatên kûr (ji 1 heta 5600 m bi kûrahî ve, deverên pelajîk, mesopelajîk û abîsalê vedigire) berhev kir.Paşgotin21,22,23 (Hêjêra 1a, daneya dirêjkirî, Hîk. 1a û Tabloya Pêvek 1).Digel peydakirina vegirtinek erdnîgarî ya berfireh, van nimûneyên bijartî yên parzûnkirî hişt ku em hêmanên cihêreng ên mîkrobioma deryayî bidin ber hev, di nav de dewlemend-vîrus (<0,2 μm), dewlemend-prokaryotî (0,2-3 μm), dewlemend-parçeyan (0,8 μm). ).–20 µm) û koloniyên ji vîrusê kêmbûyî (> 0.2 μm).
a, Bi tevahî 1038 genomên berdest ên gelemperî (metagenomics) yên civakên mîkrobial ên deryayî ji 215 deverên gerdûnî yên belavbûyî (62 ° S heta 79 ° N û 179 ° W heta 179 ° E .) hatine berhev kirin.Nexşeyên nexşeyê © Esri.Çavkanî: GEBCO, NOAA, CHS, OSU, UNH, CSUMB, National Geographic, DeLorme, NAVTEQ, û Esri.b, van metagenomes ji bo ji nû ve avakirina MAG-an (rêbaz û agahdariya zêde), ku di jimar û kalîteyê de (rêbaz) di danehevan de (bi rengîn têne nîşankirin) cûda têne bikar anîn.MAG-ên ji nû ve hatî çêkirin bi genomên gelemperî (derveyî) ve hatin zêdekirin, di nav de MAG26, SAG27 û REF yên bi destan hatine çêkirin.27 OMD berhev bikin.c, li gorî raporên berê yên ku tenê li ser SAG (GORG) 20 an MAG (GEM) 16 têne bingeh kirin, OMD taybetmendiya genomîkî ya civakên mîkrobên deryayî (rêjeya nexşeya xwendinê ya metagenomîk; rêbaz) bi du-sê caran bi nûnertiya domdartir di kûrahiyê de çêtir dike û firehî..<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, komkirina OMD di asta komên cureyan de (% 95 navînî nasnameya nukleotîd) bi tevahî nas dike Nêzîkî 8300 cure, ku ji nîvê zêdetir ji wan berê li gorî şîroveyên taksonomîkî bi karanîna GTDB (guhertoya 89) e nehatine diyar kirin, dabeşkirina celeban li gorî celebê genomê destnîşan kir ku MAG, SAG û REF di ronîkirina cihêrengiya fîlogenetîkî de hevûdu baş temam dikin. mîkrobioma marine.Bi taybetî, 55%, 26% û 11% ji celebên taybetî ji bo MAG, SAG û REF, bi rêzê bûn.BATS, Bermuda Atlantic Time Series;GEM, genomên mîkrobioma Dinyayê;GORG, genoma referansa deryaya gerdûnî;HOT, series dem Okyanûsa Hawaiian.
Bi karanîna vê databasê, me bi tevahî 26,293 MAG, bi piranî bakterî û arkeal ji nû ve ava kirin (Hêjîrêl 1b û daneya berfirehkirî, Hêjîrê. 1b).Me van MAG-an ji meclîsan ji nimûneyên metagenomîk ên veqetandî û ne ji hevgirtî çêkirine da ku pêşî li hilweşîna guheztina rêza xwezayî ya di navbera nimûneyên ji cîhên cihê an xalên demê de (rêbaz) bigire.Wekî din, me perçeyên genomîk li ser bingeha pêwendiya belavbûna wan di nav hejmareke mezin a nimûneyan de kom kirin (ji 58 heta 610 nimûneyan, li gorî lêkolînê; rêbazê ve girêdayî ye).Me dît ku ev gavavêtinek dem dixwe lê girîng e24 ku di gelek karên nûavakirinê yên MAG16, 19, 25-ê yên mezin de hate paşguh kirin û bi girîngî mîqdar (bi navînî 2,7 qat) û kalîteyê (+ 20% bi navînî) ya hilberê çêtir dike. genom.ji metagenoma marine ku li vir hatî lêkolîn kirin ji nû ve hatî çêkirin (daneyên berfireh, Fig. 2a û agahdariya zêde).Bi tevayî, van hewldanan li gorî çavkaniya MAG-ê ya herî berfireh a ku îro heye16 (Rêbaz) zêdebûnek 4,5-qatî di MAG-ên mîkrobial ên deryayî de encam da (6-qat ger tenê MAG-yên kalîteya bilind bêne hesibandin).Dûv re ev komika MAG ya nû hatî afirandin bi 830 MAG26-ên bi destan, 5969 SAG27 û 1707 REF-ên ku bi destan hatine hilbijartin re hate berhev kirin.Bîst û heft cureyên bakteriyên deryayî û arkeayan berhevokek hevbeş a ji 34,799 genoman pêk tînin (Hêjîra 1b).
Dûv re me çavkaniya nû hatî afirandin nirxand da ku kapasîteya wê ya temsîlkirina civakên mîkrobên deryayî baştir bike û bandora yekkirina celebên genom ên cihêreng binirxîne.Bi navînî, me dît ku ew bi qasî 40-60% ji daneyên metagenomîk ên deryayî vedihewîne (Wêne 1c), du-sê caran ji raporên berê yên MAG-tenê hem di kûrahî û hem jî di dirêjahî de Zêdetir serial 16 an SAG20.Wekî din, ji bo pîvandina pirrengiya taksonomî bi rêkûpêk di berhevokên damezrandî de, me hemî genom bi karanîna Amûrên (rêbazên) Database Taxonomiya Genome (GTDB) şîrove kir û navgîniyek navgîniya navokî ya navokî ya 95% bikar anî.28 ji bo naskirina 8,304 cureyên cureyên (cureyên).Du ji sisiyan van cureyan (tevlî kelûpelên nû) berê di GTDB de derneketibûn, ji wan 2790 bi karanîna MAG-a ku di vê lêkolînê de ji nû ve hatî çêkirin hatin keşif kirin (Wêne. 1d).Wekî din, me dît ku celebên genomên cihêreng pir temamker in: 55%, 26%, û 11% ji cureyan bi rêzdarî bi tevahî ji MAG, SAG û REF pêk tên (Hêjîrê. 1e).Wekî din, MAG hemî 49 celebên ku di stûna avê de hatine dîtin vegirt, dema ku SAG û REF bi rêzê ve tenê 18 û 11 ji wan temsîl kirin.Lêbelê, SAG çêtir cihêrengiya kelûpelên herî gelemperî (daneyên berfireh, Fig. 3a), wekî Pelagic Bacteriles (SAR11) çêtir temsîl dike, digel ku SAG hema hema 1300 celeb û MAG tenê 390 celeb vedihewîne.Nemaze, REF di asta cureyê de kêm caran bi MAG an SAG re hevûdu dikin û ji% 95% ji nêzîkê 1000 genomên ku di komên metagenomîk ên deryaya vekirî yên ku li vir hatine lêkolîn kirin de nehatine dîtin, bi piranî ji ber têkiliyên bi celebên din ên nimûneyên deryayî yên temsîlî yên veqetandî re (mînak sediment) .an mêvandar-hevkar).Ji bo ku ew bi berfirehî ji civata zanistî re were peyda kirin, ev çavkaniya genomê ya deryayî, ku di heman demê de perçeyên nepenîkirî jî dihewîne (mînak, ji fagên pêşbînkirî, giravên genomîk, û perçeyên genomê yên ku ji bo ji nû ve avakirina MAG daneya têrê nake), dikare bi daneyên taksonomî re were berhev kirin. .Di Daneya Mîkrobiyolojiya Okyanûsê (OMD; https://microbiomics.io/ocean/) de, digel fonksiyona genê û pîvanên kontekstê bi navnîşanan bigihîjin.
Dûv re me dest bi lêkolîna dewlemendî û nûbûna potansiyela biosynthetîk a di mîkrobiomên deryaya vekirî de kir.Ji bo vê armancê, me pêşî ji bo hemî MAG, SAG û REF-ên ku di 1038 metagenomên deryayî (rêbaz) de hatine dîtin, antiSMASH bikar anîn da ku bi tevahî 39,055 BGC pêşbîn bikin.Dûv re me van di nav 6907 GCF-yên ne-zêde û 151 nifûsên koma genê de kom kirin (GCC; Tabloya Pêvek 2 û rêbaz) da ku ji bo zêdebûniya xwerû (ango, heman BGC dikare di gelek genoman de were kod kirin) û daneyên metagenomîk Parçebûna BGC-yên konsantrekirî hesab bike.BGC-yên netemam bi girîngî zêde nebûn, heke hebe (Agahdariya Pêvek), bi rêzê ve jimara GCF û GCC-yan, di %44 û %86 bûyeran de bi kêmî ve endamek BGC-ya saxlem vedihewîne.
Di asta GCC de, me cûrbecûr RiPP-yên pêşbînîkirî û hilberên xwezayî yên din dît (Hêjîrê 2a).Di nav wan de, bo nimûne, arylpolyenes, carotenoids, ectoines, and siderophores ji GCC-yên bi belavbûnek fîlogenetîkî ya berfireh û pirbûnek mezin di metagenomên okyanûsê de ne, ku dibe ku adaptasyona berfireh a mîkroorganîzmayan ji hawîrdora deryayî re destnîşan bike, di nav de berxwedana li hember celebên oksîjenê yên reaktîf. stresa oksîdative û osmotîk..an vegirtina hesin (agahiyên bêtir).Ev cihêrengiya fonksiyonel bi vekolînek vê dawiyê ya bi qasî 1.2 mîlyon BGC di nav nêzîkê 190,000 genomên ku di databasa NCBI RefSeq (BiG-FAM/RefSeq, ji vir şûnde wekî RefSeq tê binav kirin)29 de hatine hilanîn berevajî dike, ku destnîşan kir ku peptîdên synthetase yên ne rîbozomal (Peptîdên polyNketase RPS) û polyNketîda synthetase) (PKS) BGC (Agahdariya Pêvek).Her weha me 44 (29%) GCC tenê ji dûr ve girêdayî bi her RefSeq BGC (\(\bar{d}\)RefSeq > 0.4; Fig. 2a û rêbaz) û 53 (35%) GCC tenê di MAG de dît, ku potansiyelê ronî dike. ji bo tespîtkirina kîmyewîyên ku berê di OMD de nehatine vegotin.Ji ber ku her yek ji van GCC-ê îhtîmal e ku fonksiyonên biyosentetîk ên pir cihêreng temsîl dikin, me daneyên di asta GCF-ê de bêtir analîz kir di hewildanek ku em komek berfirehtir a BGC-yên ku ji bo hilberên xwezayî yên mîna hev kodê kod dikin peyda bikin29.Bi tevahî 3861 (56%) GCF-yên naskirî bi RefSeq re li hev nekirin, û> 97% ji GCF-an di MIBiG de tune bûn, yek ji mezintirîn databasên BGC-yên bi ezmûnî pejirandî (Wêne 2b).Digel ku ne ecêb e ku meriv gelek riyên nû yên potansiyel li mîhengên ku ji hêla genomê referansê ve baş nayên temsîl kirin, ne ecêb e, rêbaza me ya ji bo rakirina BGC-yan di nav GCF-yan de berî pîvandinê ji raporên berê 16 cûda dibe û dihêle ku em nirxandinek bêalî ya nûbûnê peyda bikin.Piraniya cihêrengiya nû (3012 GCF an 78%) bi terpenên pêşbînîkirî, RiPP an hilberên xwezayî yên din re têkildar e, û piraniya (1815 GCF an 47%) ji ber potansiyela xweya biosynthetic di celebên nenas de têne kod kirin.Berevajî komên PKS û NRPS, ev BGC-yên kompakt kêm kêm in ku di dema meclîsa metagenomîk 31 de parçe bibin û destûrê didin taybetmendiyên fonksiyonel ên zeman û çavkaniyê yên hilberên wan.
Bi tevahî 39,055 BGC di 6,907 GCF û 151 GCC de hatin kom kirin.a, nûnertiya daneyê (hundurî derve).Kombûna hiyerarşîk a dûrên BGC li ser bingeha GCC, 53 ji wan tenê ji hêla MAG ve têne rast kirin.GCC BGC-yên ji taksên cihêreng (frekansa dergehê ya ln-veguhestî) û çînên cûda yên BGC vedihewîne (mezinahiya çemberê bi frekansa wê re têkildar e).Ji bo her GCC, tebeqeya derve hejmara BGC, belavbûn (ji sedî nimûneyan), û dûrahiya (dûrahiya kosînoya BGC ya herî kêm (min(dMIBiG))) ji BiG-FAM heya BGC nîşan dide.GCC-yên bi BGC-yên ku ji nêz ve bi BGC-yên bi ceribandinî verastkirî (MIBiG) ve girêdayî ne bi tîran têne ronî kirin.b Bi berhevkirina GCF bi BGC-yên pêşbînîkirî (BiG-FAM) û bi ceribandinê pejirandî (MIBiG) re, 3861 GCF-yên nû (d–> 0.2) hatin dîtin.Piraniya van kodan (78%) ji bo RiPP, terpenes, û hilberên xwezayî yên din ên berbiçav.c, hemî genomên di OMD-ê de ku di 1038 metagenomên deryayî de hatine dîtin di dara bingehîn a GTDB de hatine danîn da ku vegirtina fîlogenetîkî ya OMD nîşan bide.Di OMD-ê de kelûpelên bê genom bi gewr têne xuyang kirin.Hejmara BGC bi hejmara herî mezin a BGC-ên pêşbînîkirî re li ser genomek di klîdeyek diyarkirî de têkildar e.Ji bo zelaliyê, 15% ya paşîn a girêk hilweşandî ne.Tîrokên ku bi BGC (> 15 BGC) dewlemend in, ji bilî Mycobacterium, Gordonia (ji Rhodococcus-ê ya duyemîn), û Crocosphaera (ji Synechococcus-ê tenê duyemîn) destnîşan dikin.d, Nenas c.Eremiobacterota cihêrengiya biosynthetic ya herî bilind (indeksa Shannon li ser bingeha celebê hilberê xwezayî) nîşan da.Her band genomê ku di celebê de herî zêde BGC heye temsîl dike.T1PKS, PKS tîpa I, T2/3PKS, PKS tîpa II û tîpa III.
Digel dewlemendî û nûbûnê, em avahiya biyogeografî ya potansiyela biosynthetic ya mîkrobioma marine vedikolin.Komkirina nimûneyan bi navgîniya belavkirina jimareya kopiya GCF ya metagenomîk (Rêbaz) destnîşan kir ku civakên nizm, rûber, prokaryotî-dewlemend û xizan ji vîrusê, bi piranî ji avên rûkal an kûrtir ên tavê, di terpenên RiPP û BGC de dewlemend in.Berevajî vê, civakên polar, deryaya kûr, bi vîrus û pirtikên dewlemend bi pirbûna NRPS û PKS BGC re têkildar bûn (daneyên berfireh, Fig. 4 û agahdariya zêde).Di dawiyê de, me dît ku civakên tropîkal û pelajîk ên baş-lêkolînkirî çavkaniyên herî hêvîdar ên terpenên nû ne (Wêneya Daneyên Zêdekirî).Ji bo PKS, RiPP û hilberên xwezayî yên din potansiyela herî zêde (Wêne 5a bi daneya berfireh).
Ji bo temamkirina lêkolîna me ya li ser potansiyela biosentetîkî ya mîkrobiomên deryayî, me armanc kir ku nexşeya belavkirina wan a fîlogenetîkî û klûbên nû yên dewlemendkirî yên BGC nas bikin.Ji bo vê mebestê, me genomên mîkrobên deryayî xistin nav dara fîlogenetîkî ya bakterî û arkeal a normalkirî ya GTDB13 û rêyên biosyntetîk ên gumanbar ên ku ew kod dikin (Hêjî. 2c) li ser xwe kirin.Me bi hêsanî di nimûneyên ava deryayê de (rêbazên) ku ji ber potansiyela xwe ya biyosentetîk ve têne zanîn, wek cyanobacteria (Synechococcus) û bakteriyên Proteus, wek Tistrella32,33, an jî van demên dawî bal kişandiye ser xwe de, gelek kelûpelên dewlemendkirî yên BGC (ji hêla zêdetirî 15 BGC ve têne temsîl kirin) vedîtin. berhemên xwezayî.wek Myxococcota (Sandaracinaceae), Rhodococcus û Planctomycetota34,35,36.Balkêş e, me çend rêzikên ku berê nehatine vekolîn di van kelûpelan de dîtin.Mînakî, ew cureyên ku di fîla Planctomycetota û Myxococcota de xwedî potansiyela biyosentetîk a herî dewlemend in, bi rêzê ve girêdayî rêz û cinsên berendamên nenaskirî ne (Tabloya Pêvek 3).Bi hev re, ev pêşniyar dike ku OMD gihîştina agahdariya fîlogenetîkî ya berê nenas peyda dike, tevî mîkroorganîzmayan, ku dibe ku armancên nû ji bo vedîtina enzîm û hilbera xwezayî temsîl bike.
Dûv re, me klada dewlemendkirî ya BGC bi hejmartina herî zêde ya BGC-ên ku ji hêla endamên wê ve hatî kod kirin, di heman demê de bi nirxandina cihêrengiya van BGC-yan jî diyar kir, ku pirbûna cûreyên cûda yên hilberên berendamê xwezayî rave dike (Hêjî. 2c û rêbaz )..Me dît ku di vê lêkolînê de celebên cihêreng ên biyosenthetîkî ji hêla MAG-yên bakterî yên bi taybetî ve hatî çêkirin têne temsîl kirin.Ev bakterî ji fîloya neçandî Candidatus Eremiobacerota ne, ku ji bilî çend lêkolînên genomîk bi piranî nehatine vekolîn dimîne37,38.Balkêş e ku “ca.Cinsê Eremiobacterota tenê li hawîrdorek bejayî39 hatiye analîz kirin û nayê zanîn ku endamên ku di BGC de dewlemend bûne tê de ne.Li vir me heşt MAG ji heman cureyê ji nû ve ava kir (nasnameya nukleotîdê > 99%) 23. Ji ber vê yekê em navê cureyê "Candidatus Eudoremicrobium malaspinii" pêşniyar dikin, ku navê wê nereid (nimfa deryayê), diyariyek xweşik di mîtolojî û seferên Yewnanî de ye.'Ka.Li gorî annotasyona fîlogenetîkî 13, E. malaspinii xizmekî berê yê naskirî li jêr asta rêzê nîne û bi vî rengî girêdayî malbatek bakterî ya nû ye ku em pêşniyar dikin "Ca.E. malaspinii” wekî cureyên cureyê û “Ca.Eudormicrobiaceae" wekî navê fermî (Agahdariya Pêvek).Ji nû veavakirina metagenomîkî ya kurt a 'Ca.Projeya genomê ya E. malaspinii ji hêla têketina pir kêm, rêzgirtina metagenomîk a dirêj xwendin û berhevkirina armanckirî ya nimûneyek yekane (Rêbaz) wekî kromozomek xêzek yekane ya 9,63 Mb bi dubarekirina 75 kb ve hate pejirandin.wekî tenê nezelaliya mayî.
Ji bo sazkirina çarçoweya fîlogenetîkî ya vê celebê, me li 40 celebên ku ji nêz ve têkildar in di nimûneyên metagenomîk ên din ên dewlemendkirî yên eukaryotî de ji sefera Okyanûsa Tara bi navgîniya nûavakirina genomê ya armanckirî geriyan.Bi kurtasî, me xwendina metagenomîk bi perçeyên genomîk ên ku bi "Ca.E. malaspinii” û hîpotez kir ku di vê nimûneyê de rêjeyek zêde ya peywirdarkirinê hebûna xizmên din (rêbaz) nîşan dide.Di encamê de, me 10 MAG dîtin, hevbendiyek ji 19 MAGs ku di nav malbatek nû diyarkirî de (ango "Ca. Eudormicrobiaceae") pênc cureyên sê nifşan temsîl dikin.Piştî kontrolkirina destan û kontrolkirina kalîteyê (daneyên berfireh, Fig. 6 û agahdariya zêde), me dît ku "Ca.Cureyên Eudormicrobiaceae ji endamên din ên "Ca" genomên mezintir (8 Mb) û potansiyela biosynthetic dewlemendtir (14 heta 22 BGC ji her cûreyê) re diyar dikin.Clade Eremiobacerota (heta 7 BGC) (Hêjîra 3a-c).
a, pozîsyonên fîlogenetîkî yên pênc 'Ca.Cureyên Eudormicrobiaceae dewlemendiya BGC ya taybetî ji xetên deryayî yên ku di vê lêkolînê de hatine nas kirin nîşan dan.Dara fîlogenetîkî hemî 'Ca.MAG Eremiobacterota û endamên fîlên din (hejmarên genomê di nav kevanan de) ku di GTDB (guhertoya 89) de hatine peyda kirin ji bo paşxaneya pêşveçûnê (Rêbaz) hatine bikar anîn.Tebeqên herî derve li ser asta malbatê ("Ca. Eudormicrobiaceae" û "Ca. Xenobiaceae") û di asta polê de ("Ca. Eremiobacteria") dabeşkirinan temsîl dikin.Pênc cureyên ku di vê lêkolînê de hatine vegotin bi kodên alfanumerîk û navên binomial ên pêşniyarkirî (Agahdariya Pêvek) têne destnîşan kirin.b, ok.Cureyên Eudormicrobiaceae heft navokên BGC yên hevpar parve dikin.Nebûna BGC di clade A2 de ji ber netemamiya nûnerê MAG bû (Tabloya Pêvek 3).BGC ji bo "Ca.Amphithomicrobium" û "Ca.Amphithomicrobium” (clades A û B) nayên nîşandan.c, Hemî BGC-yên wekî "Ca.Eudoremicrobium taraoceanii hat dîtin ku di 623 metatranskriptomên ku ji okyanûsên Tara hatine girtin de diyar dibe.Derdorên hişk veguherîna çalak nîşan dide.Derdorên porteqalî guheztinên qat bi log2-veguherîn ên li jêr û jorîn rêjeya îfadeya genê ya malê (rêbaz) destnîşan dikin.d, kelûpelên pirbûna nisbî (rêbaz) 'Ca.Cureyên Eudormicrobiaceae li piraniya zozanên okyanûsan û di tevahiya stûna avê de (ji rûerdê heta kûrahiya herî kêm 4000 m) belav bûne.Li ser bingeha van texmînan, me dît ku 'Ca.E. malaspinii' ji sedî 6 ji şaneyên prokaryotî di civakên pelajîk-girêdayî yên deryaya kûr de pêk tê.Me dît ku celebek li cîhek heye heke ew di perçeyek mezinahiya qatek kûr a diyarkirî de were dîtin.IO - Okyanûsa Hindî, NAO - Atlantîka Bakur, NPO - Pasîfîk Bakur, RS - Deryaya Sor, SAO - Atlantîka Başûr, SO - Okyanûsa Başûr, SPO - Pasîfîk Başûr.
Lêkolîna pirbûn û belavkirina Ca.Eudormicrobiaceae, ku, wekî me dît, di piraniya okyanûsan de, û her weha di tevahiya stûna avê de serdest e (Hêjîrê. 3d).Herêmî, ew 6% ji civata mîkrobial a deryayî pêk tînin, ku wan dike beşek girîng a mîkrobioma marine ya gerdûnî.Bi ser de, me naveroka nisbî ya Ca dît.Cûreyên Eudormicrobiaceae û asta îfadeya wan a BGC di beşa dewlemendkirî ya eukaryotî de herî zêde bûn (Hêjî. 3c û daneya berfireh, Fig. 7), ku têkiliyek muhtemel a bi maddeya perçebûyî re, di nav de plankton, nîşan dide.Ev çavdêrî hinekî dişibe 'Ca.Eudoremicrobium BGCs ku hilberên xwezayî yên sîtotoksîkî bi rêyên naskirî hildiberînin, dibe ku tevgerek nêçîrvaniyê nîşan bidin (Agahdariya Pêvek û Daneyên Berfireh, Xiflteya 8), mîna nêçîrvanên din ên ku bi taybetî metabolîtên wekî Myxococcus41 hilberînin.Vedîtina Ca.Eudormicrobiaceae di nimûneyên kêm berdest (okyanûsa kûr) an eukaryotî de ji nimûneyên prokaryotî de dibe ku rave bike ka çima ev bakterî û cihêrengiya wan a BGC ya nediyar di çarçoweya lêkolîna xwarina xwezayî de ne diyar dimînin.
Di dawiyê de, me hewl da ku em bi ceribandinê soza xebata xweya mîkrobiomê ya di vedîtina rêyên nû, enzîm û hilberên xwezayî de rast bikin.Di nav çînên cihêreng ên BGC de, rêça RiPP tê zanîn ku ji ber guheztinên cihêreng ên piştî-wergerandinê yên peptîda bingehîn ji hêla enzîmên gihîştî ve, cihêrengiyek kîmyewî û fonksiyonel a dewlemend kod dike42.Loma me du 'Ca hilbijart.Eudoremicrobium' RiPP BGC (Wêne 3b û 4a-e) li ser heman BGC-ya naskirî ne (\(\bar{d}\)MIBiG û \(\bar{d}\)RefSeq li jor 0.2) .
a-c, Vebijandina heterolog a in vitro û vekolînên enzîmatîk ên in vitro yên komek nû (\(\bar{d}\)RefSeq = 0.29) ji biosenteza RiPP ya taybetî ji bo cureyên Cayê yên kûr.E. malaspinii' bû sedema hilberîna hilberên dîfosforîle.c, guheztinên ku bi karanîna MS/MS-ê ya rezîliya bilind (HR) hatine nas kirin (parçebûna bi îyonên b û y di avahîya kîmyewî de hatî destnîşan kirin) û NMR (daneyên berfirehkirî, Hêj. 9).d, ev peptîda fosforîlekirî astengkirina mîkromolar a neutrofîl elastase ya mammalan nîşan dide, ku di peptîdê kontrolê û peptîda dehîdratî de nayê dîtin (dehydration ji ber rakirina kîmyewî).Ezmûn sê caran bi encamên heman rengî hate dubare kirin.Mînakî, vegotina heterolog a romana duyemîn \(\bar{d}\)RefSeq = 0.33) komeke biosenteza proteînê fonksiyona çar enzîmên gihîştî yên ku peptîda bingehîn a 46 asîda amînî diguherînin eşkere dike.Bermahî li gorî cîhê guheztinê ku ji hêla HR-MS/MS ve hatî pêşbînîkirin, nîşankirina îzotopê, û analîza NMR (Agahdariya Pêvek) têne reng kirin.Rengê şikestî destnîşan dike ku guherandin li her du bermayiyan pêk tê.Hêjmar berhevokek ji gelek avahiyên heterolog e ku çalakiya hemî enzîmên gihîştî yên li ser heman navokê nîşan dide.h, Nîşandana daneyên NMR ji bo N-metîlasyona amîdê piştê.Encamên tevahî di jimarê de têne xuyang kirin.10 bi daneyên dirêjkirî.i, pozîsyona fîlogenetîkî ya enzîma koma proteîna FkbM ya gihîştî di nav hemî domên FkbM de ku di databasa MIBiG 2.0 de têne dîtin enzîmek vê malbatê bi çalakiya N-methyltransferase (Agahdariya Pêvek) eşkere dike.Diagramên şematîkî yên BGCs (a, e), strukturên peptîdên pêşîn (b, f), û strukturên kîmyewî yên texmînkirî yên hilberên xwezayî (c, g) têne destnîşan kirin.
Rêya yekem a RiPP (\(\bar{d}\)MIBiG = 0.41, \(\bar{d}\)RefSeq = 0.29) tenê di cureyên deryaya kûr de "Ca.E. malaspinii” û kodên ji bo peptîd-pêşeng (Hêjî. 4a, b).Di vê enzîma gihîştî de, me domanek fonksiyonel a yekane homolog bi qada dehydration ya lantipeptide synthase re nas kir ku bi gelemperî fosforîlasyonê û paşê jêbirina 43 (Agahdariya Pêvek) katalîze dike.Ji ber vê yekê, em pêşbînî dikin ku guheztina peptîdê pêşîn dehek wusa du-gavekî vedihewîne.Lêbelê, bi karanîna spektrometriya girseyî ya hevdemî (MS/MS) û spektroskopiya rezonansa magnetîkî ya nukleerî (NMR), me peptîdek xêzikê ya polîfosforîlated nas kir (Hêjî. 4c).Her çend neçaverêkirî be jî, me gelek rêzikên delîlan dîtin ku piştgirî didin wê hilberîna paşîn: du mêvandarên heterolog ên cihêreng û di vekolînên in vitro de bê dehydration, nasîna bermahiyên sereke yên ku di cîhê dehîdrasyona katalîtîk a enzîma gihîştî de hatine guheztin.hemî ji hêla "Ca" ve hatî nûve kirin.Genoma E. malaspinii (daneyên berfirehkirî, Xiflteya 9 û agahdariya zêde) û, di dawiyê de, çalakiya biyolojîkî ya hilbera fosforîlated, lê ne forma dehydrated ya kîmyewî ya sentezkirî (Hêjî. 4d).Di rastiyê de, me dît ku ew çalakiyek astengkirina proteaza mîkromolar a kêm li dijî neutrofîl elastase nîşan dide, ku bi hilberên xwezayî yên din ên têkildar re di navberê de (IC50 = 14.3 μM) 44 ve tê berhev kirin, tevî vê yekê ku rola ekolojîk dimîne ku were ronî kirin.Li ser bingeha van encaman, em pêşniyar dikin ku navê riya "phospheptin" bikin.
Doza duyemîn rêgezek tevlihev a RiPP-ê ya taybetî ya 'Ca ye.Cinsê Eudoremicrobium (\(\bar{d}\)MIBiG = 0,46, \(\bar{d}\)RefSeq = 0,33) hate pêşbînîkirin ku hilberên proteîna xwezayî kod bike (Hêjîrê. 4e).Van rêgezên biyoteknolojîkî yên taybetî ji ber dendika çaverêkirî û cûrbecûr guheztinên kîmyewî yên neasayî yên ku ji hêla enzîmên ku ji hêla BGCs45-ên nisbeten kurt ve têne kod kirin ve hatî damezrandin, balkêş in.Me dît ku ev proteîn ji proteînên berê yên taybetmendî cuda ye ku ew hem motîfa sereke ya NX5N ya polîceramîd û hem jî lûleya lanthionine ya landornamides 46 tune ye.Ji bo derbaskirina tixûbên qalibên vegotinê yên hevpar ên heterolog, me wan ligel pergalek xwerû ya Microvirgula aerodenitrificans bikar anîn da ku çar enzîmên rêça gihîştî (rêbaz) destnîşan bikin.Bi karanîna hevokek MS/MS, nîşankirina îzotopê, û NMR, me van enzîmên gihîştî di navika 46-amînoasîda peptîdê de tesbît kir (Hêjî. 4f,g, daneya berbelavkirî, Hêjmar 10-12 û agahdariya zêde).Di nav enzîmên gihîştî de, me xuyangkirina yekem a endamek malbata FkbM O-methyltransferase 47 di rêça RiPP de destnîşan kir û ji nedîtî ve hat dîtin ku ev enzîma gihîştî N-metîlasyona piştê destnîşan dike (Hêjî. 4h, i û agahdariya zêde).Her çend ev guherandin di hilberên xwezayî yên NRP48 de tê zanîn jî, N-metîlasyona enzîmatîk a bendên amîdê reaksiyonên tevlihev lê ji hêla biyoteknolojîkî ve girîng e49 ku heya nuha ji malbata borosînên RiPP re eleqedar bûye.Taybetmendî 50,51.Nasnameya vê çalakiyê di malbatên din ên enzîman û RiPP de dibe ku serîlêdanên nû veke û cihêrengiya fonksiyonel a proteînan 52 û cihêrengiya wan a kîmyewî berfireh bike.Li ser bingeha guheztinên naskirî û dirêjahiya neasayî ya strukturê hilberê pêşniyarkirî, em navek rê "pythonamide" pêşniyar dikin.
Vedîtina enzîmolojîyek neçaverêkirî di malbatek enzîman de ku bi fonksiyonel ve girêdayî ye, soza genomîka jîngehê ya ji bo vedîtinên nû destnîşan dike, û di heman demê de kapasîteya tixûbdar a encamdana fonksiyonel tenê li ser bingeha homolojiya rêzikan diyar dike.Bi vî rengî, digel raporên RiPP-yên biyolojîk ên polyphosforylated ne-kanonîkî, encamên me ji hewildanên biyolojiya sentetîk re nirx-çavkaniyek-dijwar lê krîtîk destnîşan dikin da ku bi tevahî dewlemendiya fonksiyonel, cihêrengî, û strukturên neasayî yên pêkhateyên biyokîmyayî vebikin.
Li vir em rêza potansiyela biosentetîkî ya ku ji hêla mîkroban ve hatî şîfrekirin û çarçoweya genomîkî ya wan di mîkrobioma deryayî ya gerdûnî de destnîşan dikin, lêkolîna pêşerojê bi peydakirina çavkaniya encam ji civaka zanistî re hêsantir dike (https://microbiomics.io/ocean/).Me dît ku pir nûbûna wê ya fîlogenetîkî û fonksiyonel tenê dikare bi ji nû ve avakirina MAG û SAG-an were bidestxistin, nemaze di civakên mîkrobîkî yên kêm-karkirî de ku dikarin hewildanên pêşerojê yên biyolojîk rêve bibin.Tevî ku em ê li vir li ser 'Ca.Eudormicrobiaceae" wekî rêzek bi taybetî bi biosentetîkî "kêrhatî", gelek BGC-yên ku di mîkrobiota nedîyar de hatine pêşbînî kirin, dibe ku enzîmolojiyên berê yên nenaskirî kod dikin ku pêkhateyên bi çalakiyên girîng ên hawîrdorê û / an biyoteknolojîkî vedigirin.
Daneyên metagenomîk ên ji lêkolînên sereke yên okyanûsografî û rêzikên demkî yên bi kûrahiya rêzimanê têr hatine nav kirin da ku vegirtina civakên mîkrob ên deryayî yên gerdûnî yên li hewzên deryayê, qatên kûr û bi demê re zêde bikin.Van danehevan (Tabloya Pêvek 1 û Xiflteya 1) metagenomîkên ji nimûneyên ku li okyanûsên Tara hatine berhev kirin (viral dewlemendkirî, n = 190; prokaryotîk dewlemendkirî, n = 180) 12,22 û sefera BioGEOTRACES (n = 480) dihewîne.Rêzeya Demjimêra Okyanûsa Hawayê (HOT, n = 68), Rêzeya Demjimêra Bermûda-Atlantîk (BATS, n = 62)21 û Serpêhatiya Malaspina (n = 58)23.Xwendinên rêzgirtinê yên ji hemî perçeyên metagenomîk ji bo kalîteyê bi karanîna BBMap (v.38.71) hatin fîltrekirin bi rakirina adapterên rêzgirtinê ji xwendinê, rakirina xwendinên ku ji rêzikên kontrolê yên kalîteyê re hatine nexşe kirin (jenomên PhiX), û bi karanîna trimq=14, maq=20 kalîteya xwendinê ya xirab ji holê radike, maxns = 0 û dirêjahî = 45. Analîzên paşerojê hatin xebitandin an jî bi xwendinên QC-yê re hatin yek kirin, heke were destnîşan kirin (bbmerge.sh minoverlap=16).Berî ku bi karanîna metaSPAdes were çêkirin (v.3.11.1 an v.3.12 heke hewce be) xwendinên QC normal bûn (bbnorm.sh hedef = 40, kûrahiya hiş = 0)53.Berhevokên îskeleyê yên ku derketine holê (li vir şûnde wekî îskel tê binav kirin) di dawiyê de bi dirêjahiya (≥1 kb) hatin fîltrekirin.
1038 nimûneyên metagenomîk di koman de hatin dabeş kirin, û ji bo her komek nimûneyan, xwendinên kontrolkirina kalîteya metagenomîk ên hemî nimûneyan bi bendikên her nimûneyê veqetandî hate berhev kirin, û di encamê de hejmara jêrîn a koma bihevrekêşkirî ya li dû hev hate xwendin: Vîrûsên Marine Tara - Dewlemendî (190×190), Prokaryotes zengînkirî (180×180), BioGEOTRACES, HOT û BATS (610×610) û Malaspina (58×58).Nexşe bi karanîna Burrows-Wheeler-Aligner (BWA) (v.0.7.17-r1188)54 hate çêkirin ku dihêle ku xwendin bi malperên duyemîn re bêne hev kirin (bi karanîna ala -a).Rêzkirin hatin fîltrekirin da ku bi kêmî ve 45 bingeh dirêj bin, xwedî ≥97% nasnameya, û dirêjahiya ≥80% xwendinê.Pelên BAM ên encam bi karanîna jgi_summarize_bam_contig_depths skrîpta ji bo MetaBAT2 (v.2.12.1)55 hatin pêvajo kirin da ku ji bo her komê vegirtina hundur û nav-nimûneyê peyda bike.Di dawiyê de, brûsk hatin kom kirin da ku hesasiyetê zêde bikin bi ferdî bi xebitandina MetaBAT2 li ser hemî nimûneyên bi –minContig 2000 û –maxEdges 500. Em MetaBAT2 li şûna bokserek ensemble bikar tînin ji ber ku ew di ceribandinên serbixwe de hate destnîşan kirin ku ew boksera yekane ya herî bi bandor e.û 10 heta 50 carî ji bokserên din ên ku bi gelemperî têne bikar anîn zûtirtir57.Ji bo ceribandina bandora girêdanên pirbûnê, bine-nimûneyek bijartî ya metagenomics (10 ji bo her du berhevokên Okyanûsa Tara, 10 ji bo BioGEOTRACES, 5 ji bo her rêzikên demkî, û 5 ji bo Malaspina) tenê nimûne bikar anîn.Nimûneyên hundurîn têne kom kirin ku agahdariya vegirtinê bistînin.(Agahiyên Zêdetir).
Di analîza paşîn de genomên zêde (derveyî) hatin girtin, ango 830 MAG-yên bi destan hatine hilbijartin ji binkomek daneyên Tara Oceans26, 5287 SAG ji daneya GORG20, û daneyên ji databasa MAR (MarDB v. 4) ji 1707 REFên veqetandî û 682 SAG) 27. Ji bo daneheva MarDB, genom li ser bingeha metadaneyên berdest têne hilbijartin heke celeb nimûne bi bêjeya rêkûpêk a jêrîn re têkildar be: '[S|s]yek.?[C|c]ell|[C|c]çand| [I|i] veqetandî'.
Qalîteya her konteynerek metagenomîk û genomên derveyî bi karanîna CheckM (v.1.0.13) û Anvi'o's Lineage Workflow (v.5.5.0)58,59 hate nirxandin.Ger CheckM an Anvi'o% ≥50% temam/temamî û ≤10% gemarî/berdengî rapor dike, wê hingê hucreyên metagenomîk û genomên derveyî ji bo analîza paşîn hilînin.Dûv re ev pîvan di navgîniya tevahî (mcpl) û navgîniya gemarî (mctn) de hatin berhev kirin da ku kalîteya genomê li gorî pîvanên civatê60 bi vî rengî dabeş bikin: kalîteya bilind: mcpl ≥ 90% û mctn ≤ 5%;qalîteya baş: mcpl ≥ 70%, mctn ≤ 10%, kalîteya navîn: mcpl ≥ 50% û mctn ≤ 10%, qalîteya adil: mcpl ≤ 90% an mctn ≥ 10%.Dûv re genomên parzûnkirî bi pîvanên kalîteyê (Q û Q') re bi vî rengî hatin girêdan: Q = mcpl – 5 x mctn Q' = mcpl – 5 x mctn + mctn x (guherbariya çenga)/100 + 0,5 x log[N50] .(di dRep61 de pêk tê).
Ji bo ku rê bidin analîza berawirdî di navbera çavkaniyên daneya cihêreng û celebên genomê de (MAG, SAG û REF), 34,799 genom li ser bingeha nasnameya navokî ya navînî ya genomê (ANI) bi karanîna dRep (v.2.5.4) hatin betal kirin.Dubare)61 bi 95% bendên ANI28,62 (-comp 0 -con 1000 -sa 0.95 -nc 0.2) û genên nîşanker ên yek-kopî bi karanîna SpecI63 ku komkirina genomê di asta celebê de peyda dike.Ji bo her komek dRep li gorî pîvana kalîteyê ya herî zêde (Q') ku li jor hatî destnîşan kirin, ku wekî nûnerê celebê hate hesibandin, genomek nûner hate hilbijartin.
Ji bo nirxandina leza nexşeyê, BWA (v.0.7.17-r1188, -a) hate bikar anîn da ku nexşeya hemî 1038 komên xwendinên metagenomîk bi 34,799 genomên ku di OMD de hene.Xwendinên bi kalîte-kontrolkirî di moda yek-dawî de hatine nexşe kirin û rêzikên encam têne fîlter kirin da ku tenê rêzikên bi dirêjahiya ≥45 bp bimînin.û nasnameya ≥95%.Rêjeya pêşandanê ya ji bo her nimûneyê rêjeya xwendinên ku piştî filtrasyonê mayî bi tevahî hejmarên xwendinên kontrolkirina kalîteyê ve tê dabeş kirin.Bi karanîna heman nêzîkatiyê, her yek ji 1038 metagenomên di nav 5 mîlyonî de hate kêm kirin (daneyên berfireh, Fig. 1c) û li OMD û di hemî GEM16 de bi GORG SAG re hate hev kirin.Rêjeya MAG-ên ku di kataloga GEM16 de ji ava deryayê hatî derxistin, ji hêla pirsên keyword-ê yên çavkaniyên metagenomîk ve hate destnîşankirin, nimûneyên ava deryayê hilbijêrin (mînak, berevajî tîrêjên deryayî).Bi taybetî, em "avî" wekî "kategoriya_ekosîstemê", "deryayî" wekî "cûreya_ekosîstemê" hilbijêrin û "jûngeh" wekî "okyanûsa kûr", "deryayî", "okyanûsa deryayî", "deryaya pelajîk", "ava deryayî" hilbijêrin, "Okyanûsa", "Ava Derya", "Ava Deryaya Sererdê", "Ava Deryaya Rûyê".Vê yekê di encamê de 5903 MAG (734 qalîteya bilind) li ser 1823 OTU belav kirin (dîtinên vir).
Genomên prokaryotî bi taksonomî bi karanîna GTDB-Tk (v.1.0.2)64 bi parametreyên xwerû yên ku GTDB r89 guhertoya 13-ê hedef digirin, bi taksonomî hatin şîrove kirin. Anvi'o hate bikar anîn ku genomên eukaryotî li ser bingeha pêşbîniya domainê nas bike û ≥50% û zêdebûnî ≤%.Şîrovekirina taksonomîkî ya celebek wekî yek ji genomên nûnerê wê tê pênase kirin.Ji xeynî eukaryotan (148 MAG), her genom yekem car bi karanîna prokka (v.1.14.5)65 bi fonksiyonê hate şîrove kirin, navên genên tevahî, pênasekirina parametreyên "archaea" an "bakterî" li gorî hewcedariyê, ku ji bo ne-ne jî tê ragihandin. kodkirina genan.û herêmên CRISPR, di nav taybetmendiyên genomîk ên din de.Genên pêşbînîkirî bi naskirina genên nîşankerên yek-kopî yên gerdûnî (uscMG) bi karanîna fetchMG (v.1.2)66, veqetandina komên ortolojê û bi karanîna emapper (v.2.0.1)67 li ser bingeha eggNOG (v.5.0)68 veqetînin.Databasa KEGG (10ê Sibata 2020-an hate weşandin) 69. Pêngava paşîn bi berhevkirina proteînan bi databasa KEGG-ê re bi karanîna DIAMOND (v.0.9.30)70 bi pirsek û vegirtina mijarê ya ≥70%.Encam bêtir li gorî NCBI Prokaryotic Genome Annotation Pipeline71 li ser bingeha bitrateya ≥ 50% ya herî zêde bitrateya bendewarî (girêdan bi xwe) hatine fîlter kirin.Rêzên genê jî wekî têketinê hatin bikar anîn da ku BGC-yên di genomê de bi karanîna antiSMASH (v.5.1.0)72 bi parametreyên xwerû û teqînên komê yên cihêreng bikar bînin.Hemî genom û annotasyon li gel metadaneyên kontekstî yên ku li ser malperê hene (https://microbiomics.io/ocean/) di OMD de hatine berhev kirin.
Mîna rêbazên berê hatine behs kirin12,22 me CD-HIT (v.4.8.1) bikar anî da ku> 56.6 mîlyon genên proteîn-kodkirina ji genomên bakterî û arkeal ên ji OMD-ê li 95% nasname û genên kurttir (% 90 vegirtin)73 bicivîne. > 17.7 mîlyon komên genê.Rêza herî dirêj ji bo her komek genê wekî gena temsîlkar hate hilbijartin.Dûv re 1038 metagenom bi> 17,7 mîlyon endamên koma BWA (-a) re hatin berhev kirin û pelên BAM-ê yên encam hatin fîlter kirin da ku tenê rêzikên bi ≥95% ji sedî nasname û ≥45 rêzikên bingehîn bihêlin.Pirbûna genê-normalîzekirî ya dirêj bi hejmartina pêvekên ji hevrêziya yekta ya herî baş ve hate hesibandin û dûv re, ji bo têkelên nexşekirî yên fuzzy, jimartinên perçeyî li genên armancê yên têkildar li gorî hejmara têkelên wan ên bêhempa zêde kirin.
Genomên ji OMD-ya berfirehkirî (bi MAG-ên din ên ji "Ca. Eudormicrobiaceae", li jêr binêre) li databasa amûra analîza metagenomîk a mOTUs74 (v.2.5.1) hatin zêdekirin da ku databasek referansa mOTU ya dirêjkirî biafirîne.Ji deh uscMG tenê şeş ​​genomên yek-kopî (23,528 genom) sax mane.Berfirehbûna databasê di asta cureyê de 4,494 komikên din encam da.1038 metagenom bi karanîna parametreyên mOTU yên xwerû (v.2) hatin analîz kirin.Bi tevahî 989 genomên ku di 644 komikên mOTU de hene (95% REF, 5% SAG û 99.9% girêdayî MarDB) ji hêla profîla mOTU ve nehatin dîtin.Ev çavkaniyên cihêreng ên îzolekirina deryayî ya genomên MarDB nîşan dide (piraniya genomên nenas bi organîzmayên ku ji sedimentan veqetandî, mêvandarên deryayî, hwd. ve girêdayî ne).Ji bo ku em di vê lêkolînê de balê bikişînin ser jîngeha okyanûsa vekirî, me wan ji analîza jêrîn derxistin heya ku ew di databasa dirêjkirî ya mOTU ya ku di vê lêkolînê de hatî çêkirin de nehatibin dîtin an jî tevnegerin.
Hemî BGC ji MAG, SAG û REF di OMD de (li jor binêre) bi BGCsên ku di hemî îskeleyên metagenomîk de hatine nas kirin (antiSMASH v.5.0, pîvanên xwerû) hatin berhev kirin û bi karanîna BiG-SLICE (v.1.1) (domîneya PFAM )75 ve hatin destnîşan kirin.Li ser bingeha van taybetmendiyan, me hemî dûrahiya kosînusê ya di navbera BGC-yan de hesab kir û wan (girêdanên navîn) li GCF û GCC kom kir ku bi rêzê ve sînorên dûrbûnê yên 0.2 û 0.8 bikar tînin.Ev bend adaptasyonek e ji bendavên ku berê bi karanîna dûrahiya Euclidean75 bi hev re bi dûrbûna kosînusê ve hatî bikar anîn, ku hin xeletiyên di stratejiya komkirina BiG-SLICE ya orîjînal de kêm dike (Agahdariya Pêvek).
Dûv re BGC hatin fîltrekirin da ku tenê ≥5 kb li ser îskeleyan were kod kirin da ku xetera perçebûnê kêm bike wekî ku berê hatî destnîşan kirin16 û ji bo derxistina MarDB REF û SAG-ên ku di 1038 metagenomes de nehatine dîtin (li jor binêre).Vê yekê encam da ku bi tevahî 39,055 BGC ji hêla genomê OMD ve hatî kod kirin, digel 14,106 zêde li ser perçeyên metagenomîk hatine nas kirin (ango di MAG-an de nehatine hev kirin).Van BGC-yên "metagenomîk" hatin bikar anîn da ku rêjeya potansiyela biosenteza mîkrobioma deryayî ya ku di databasê de nehatiye girtin (Agahdariya Pêvek) were texmîn kirin.Her BGC bi fonksiyonê li gorî celebên hilberên pêşdîtin ên ku ji hêla kategoriyên hilberên dij-SMASH an hişktir ên ku di BiG-SCAPE76 de hatine destnîşankirin ve hatî destnîşan kirin.Ji bo pêşîgirtina li beralîbûna nimûneyê di hejmarbûnê de (kompozîsyona taksonomî û fonksiyonel a GCC/GCF, dûrbûna GCF û GCC ji databasên referansê re, û pirbûna metagenomîkî ya GCF), bi girtina tenê BGC ya herî dirêj a her GCF ji bo her cûreyekê, 39,055 BGC bêtir hatin veqetandin, di encamê de bi giştî 17,689 BGC.
Nûbûna GCC û GCF li ser bingeha dûrahiya di navbera databasa hesabkirî (Dangeha RefSeq li BiG-FAM)29 û bi ceribandinê verastkirî (MIBIG 2.0) 30 BGC hate nirxandin.Ji bo her yek ji 17,689 BGC-yên nûner, me dûrahiya herî piçûk a kosînusê ya ji databasa têkildar re hilbijart.Dûv re ev dûrahiya hindiktirîn li gorî GCF an GCC, wekî ku pêdivî ye, navînî (navgîn) têne hesibandin.GCF nû tê hesibandin heke dûrahiya databasê ji 0.2 mezintir be, ku bi veqetînek îdeal a di navbera GCF (navîn) û referansê de têkildar e.Ji bo GCC, em 0.4 hildibijêrin, ku du caran ji sînorê ku ji hêla GCF ve hatî destnîşankirin e, da ku têkiliyek dirêj-dirêj bi girêdanan re bigire.
Pirbûna metagenomîk a BGC wekî pirbûna navînî ya genên wê yên biyosentetîk (wekî ku ji hêla antî-SMASH ve hatî destnîşankirin) ji profîlên asta genê peyda dibe hate texmîn kirin.Dûv re pirbûna metagenomîk a her GCF an GCC wekî berhevoka BGC-yên nûner (ji 17,689) hate hesibandin.Dûv re ev nexşeyên pirbûnê ji bo pêkhatina şaneyê bi karanîna jimareya mOTU ya per-nimûneyê, ku di heman demê de hewildanên rêzgirtinê jî dihesibîne (daneyên berfireh, Fig. 1d) hatin normalîzekirin.Berbelavbûna GCF an GCC wekî rêjeya nimûneyên bi pirbûna > 0 hate hesibandin.
Dûrahiya Euclidean di navbera nimûneyan de ji profîla GCF-ya normalîzekirî hate hesibandin.Van dûran bi karanîna UMAP77-ê bi mezinahî kêm bûn û vegirtinên encam ji bo komkirina-bingeha zencîreya neçavdêrkirî bi karanîna HDBSCAN78 ve hatin bikar anîn.Hejmara herî kêm a xalên ji bo komekê (û ji ber vê yekê jî hejmara koman) ku ji hêla HDBSCAN ve têne bikar anîn, bi zêdekirina îhtîmala kombûna endametiya komê tê destnîşankirin.Komên naskirî (û jêr-nimûneyek hevseng a rasthatî ya van koman ji bo ku di analîza veguhezbar a veguheztinê ya guhezbar de (PERMANOVA) de bêalî were hesibandin)) ji bo girîngiya li hember dûrahiyên Euclidy yên kêmkirî bi karanîna PERMANOVA hatin ceribandin.Mezinahiya genomê ya navîn a nimûneyan li ser bingeha pirbûna têkildar a mOTU û mezinahiya genomê ya texmînkirî ya endamên genomeyan hate hesibandin.Bi taybetî, mezinahiya genomê ya navînî ya her mOTU wekî navgîniya mezinahiyên genomê yên endamên wê yên ku ji bo temambûnê hatine rast kirin (piştî fîlterkirin) hate texmîn kirin (mînak, genomek bêkêmasî ya 75% bi dirêjahiya 3 Mb xwedan mezinahiya 4 eyarkirî ye. Mb).ji bo genomên navîn ên bi yekitiya ≥70%.Dûv re mezinahiya genomê ya navîn ji bo her nimûneyê wekî berhevoka mezinahiya genomê ya mOTU ku ji hêla pirbûna têkildar ve hatî giran kirin hate hesibandin.
Komek parzûnkirî ya BGC-yên kodkirî yên genomê yên di OMD-ê de di darên GTDB yên bakterî û arkeal de (di çarçoveyên ≥5 kb de, ji bilî REF û SAG MarDB ku di 1038 metagenomes de nehatine dîtin, li jor binêre) û kategoriyên hilberên wan ên pêşbînîkirî li ser bingeha fîlogenetîkî têne xuyang kirin. pozîsyona genomê (li jor binêre).Me pêşî daneyan li gorî cureyan kêm kir, genoma ku di wî cureyî de herî zêde BGC heye wekî nûner bikar anî.Ji bo dîtinê, nûner bêtir li komên daran hatin dabeş kirin, û dîsa, ji bo her qalikek şaneyek, genomê ku hejmara herî mezin a BGC-ê vedihewîne wekî nûner hate hilbijartin.Cûreyên bi BGC-dewlemendkirî (kêmtirîn yek genomek bi > 15 BGCs) bi hesabkirina Indeksa Cihêrengiya Shannon ji bo celebên hilberên ku di wan BGC-yan de têne kod kirin bêtir hatine analîz kirin.Ger hemî cûreyên hilberên pêşbînîkirî yek bin, hîbrîdên kîmyewî û BGCyên din ên tevlihev (wekî ku ji hêla antî-SMAH ve hatî pêşbînîkirin) têne hesibandin ku ji heman celebê hilberê ne, bêyî ku rêza wan di komê de hebe (mînak proteîn-bakterîocîn û fusion bakteriocin-proteoproteîn beden).hybrid).
DNAya mayî (te texmîn kirin ku 6 ng e) ji nimûneya Malaspina MP1648, ku bi nimûneya biyolojîkî ya SAMN05421555 ve girêdayî ye û bi koma xwendina metagenomîk a Illumina SRR3962772-ê ji bo xwendina kurt ve hatî berhev kirin, li gorî protokola rêziknameya PacBio bi pêvekek pir kêm-kêm veguhezîne kSMNA bimplit ji bo karanîna PacNA kit (100-980-000) û kit amadekirina şablonê SMRTbell Express 2.0 (100-938-900).Bi kurtasî, ADN-ya mayî bi karanîna Covaris (g-TUBE, 52104) hate qut kirin, tamîrkirin û paqij kirin (pişkên ProNex).Dûv re ADN-ya paqijkirî ji bo amadekirina pirtûkxaneyê, zêdekirin, paqijkirin (pişkên ProNex) û bijartina mezinahiyê (> 6 kb, Blue Pippin) berî pêngavek paqijkirinê ya paşîn (birûkên ProNex) û rêzgirtinê li ser platforma Sequel II tê kirin.
Ji nû ve avakirina her du ca.Ji bo MAG Eremiobacerota, me şeş ANI-yên din> 99% nas kirin (ev di Xiflteya 3-ê de hene), ku di destpêkê de li ser bingeha hejmarên gemarê hatin fîlter kirin (paşê wekî dubarekirina genan hate nas kirin, li jêr binêre).Me tepsiyeke bi navê "Ca" jî dît.Eremiobacerota" ji lêkolînên cihêreng23 û wan bi heşt MAG-ên ji lêkolîna me re wekî referansek ji bo xwendina metagenomîk ji 633 nimûneyên eukaryotî yên dewlemendkirî (> 0.8 μm) bi karanîna BWA (v.0.7.17) Ref -r1188, - alayek) ji bo nimûne bikar anîn. nexşekirin (5 mîlyon xwendin).Li ser bingeha nexşeyên dewlemend-taybetî (ji hêla 95% nasnameya hevrêziyê û 80% vegirtina xwendinê ve hatî fîlter kirin), 10 metagenom (berçavkirina bendewarî ≥5×) ji bo kombûnê û 49 metagenomek din (veguhastina bendewarî ≥1×) ji bo pêwendiya naverokê hatin hilbijartin.Bi karanîna heman pîvanên ku li jor têne bikar anîn, ev nimûne hatin vegirtin û 10 'Ca'yên din hatin zêdekirin.MAG Eremiobacerota hate sererast kirin.Van 16 MAG-an (duyên ku berê di databasê de nehesibînin) jimara giştî ya genomên di OMD-ya berfirehkirî de digihîje 34,815.MAG li ser bingeha wekheviya genomîk û pozîsyona wan a di GTDB de rêzên taksonomîkî têne destnîşan kirin.18 MAG bi karanîna dRep di nav heman malbatê de li 5 cureyan (ANI hundurîn> 99%) û 3 cins (ANI intrageneric 85% heya 94%) hatin derxistin79.Nûnerên cureyan bi destan li ser bingeha yekitî, gemarî, û N50 hatin hilbijartin.Navnîşana pêşniyarkirî di Agahdariya Pêvek de tête peyda kirin.
Yekbûn û qirêjiya 'Ca binirxînin.MAG Eremiobacterota, me hebûna uscMG, û her weha rêzikên genê-kopî yên yek-kopî yên taybetî yên rêzê û domain-ê ku ji hêla CheckM û Anvi'o ve têne bikar anîn nirxand.Nasnameya 2 dubareyan ji 40 uscMG ji hêla nûavakirina fîlogenetîkî ve hate pejirandin (li jêr binêre) da ku her gemarîyek potansiyel derxîne (ev li gorî 5% li ser bingeha van 40 genên nîşankeran têkildar e).Lêkolînek zêde ya pênc nûnerê MAG 'Ca.Asta nizm a gemaran di van genomên ji nû ve hatî çêkirin de ji bo celebên Eremiobacerota bi karanîna navbeynkariya Anvi'o ya înteraktîf li ser bingeha têkeliyên pirbûn û pêkhatina rêzê (Agahdariya Pêvek)59 hate pejirandin.
Ji bo analîza phylogenomic, me pênc nûnerê MAGs "Ca" hilbijart.Eudormicrobiaceae”, hemû cureyên “Ca.Genoma Eremiobacteria û endamên fîlên din (di nav de UBP13, Armatimonadota, Patescibacteria, Dormibacterota, Chloroflexota, Cyanobacteria, Actinobacteria û Planctomycetota) ji GTDB (r89)13 heye.Hemî van genom wekî ku berê ji bo derxistina genê nîşankera yek kopiyek û şîrovekirina BGC hatî destnîşan kirin hatine şîrove kirin.Genomên GTDB li gorî pîvanên yekbûn û gemarê yên jorîn hatine parastin.Analîza fîlogenetîkî bi karanîna xebata Anvi'o Phylogenetics59 hate kirin.Dar bi karanîna IQTREE (v.2.0.3) (vebijarkên xwerû û -bb 1000)80 li ser rêzek ji 39 proteînên rîbozomal ên hevdem ên ku ji hêla Anvi'o (MUSCLE, v.3.8.1551) ve hatine nas kirin81 hate çêkirin.Meqamên wî kêm bûn.ji bo ku bi kêmî ve 50% ji genomê bigire82 û Planctomycecota li ser bingeha topolojiya dara GTDB-ê wekî komek derveyî hate bikar anîn.Darek ji 40 uscMG bi karanîna heman amûr û pîvanan hate çêkirin.
Me Traitar (v.1.1.2) bi parametreyên xwerû (fenotip, ji nukleotîdan)83 bikar anî da ku taybetmendiyên mîkrobîkî yên hevpar pêşbîn bike.Me şêwazek jînek nêçîrvanek potansiyel vekoland ku li ser bingeha indexek nêçîrvanek berê pêşkeftî84 ku bi naveroka genek proteîn-kodkirina genomê ve girêdayî ye vekolîn.Bi taybetî, em DIAMOND-ê bikar tînin da ku proteînên di genomê de li hember databasa OrthoMCL (v.4)85 bidin ber hev, bi karanîna vebijarkên –bêtir-hessas –id 25 –query-cover 70 –subject-cover 70 –top 20 Û jimartina genên têkildar. genên nîşanker ên ji bo nêçîrvan û ne-neçîrvanan.Indeksa ferqa di navbera hejmara nîşankirinên nêçîrvanî û nexwarî de ye.Wekî kontrolek zêde, me genoma "Ca" jî analîz kir.Faktora Entotheonella TSY118 li ser bingeha têkiliya wê bi Ca re ye.Eudoremicrobium (mezinbûna genomê ya mezin û potansiyela biosynthetic).Dûv re, me girêdanên potansiyel ên di navbera genên nîşanker ên nêçîrvan û ne-neçîrvan û potansiyela biosentetîkî ya Ca ceriband.Eudormicrobiaceae” û dît ku ji yek genê zêdetir (ji her cure genê nîşanker, ango genê nêçîrvan/ne-neçîrvan) bi BGC re li hev dikeve, ev tê vê wateyê ku BGC îşaretên nêçîrê tevlihev nake.Annotasyona jenomîkî ya zêde ya replikonên şikestî bi karanîna TXSSCAN (v.1.0.2) hate kirin ku bi taybetî pergala veşartinê, pili, û flagella86 vekolîne.
Pênc nûnerên 'Ca'yê bi nexşeya 623 metatranskrîptomên ji beşên dewlemendkirina prokaryotî û eukaryotî yên okyanûsên Tara22,40,87 (bikaranîna BWA, v.0.7.17-r1188, -a ala) hatin nexşe kirin.Genoma Eudormicrobiaceae.Pelên BAM bi FeatureCounts (v.2.0.1) 88 piştî 80% vegirtina xwendinê û 95% parzûnkirina nasnameyê (bi vebijarkên taybetmendiyê Hejmar - seretayî -O -fraction -t CDS,tRNA -F GTF -g ID -p) hatin hilanîn. hejmara inserts per gene.Nexşeyên hatine çêkirin ji bo dirêjahiya genê û pirbûna genê nîşanker mOTU (hejmara danasîna navînî ya dirêj-normalîzekirî ji bo genên bi jimareya têketinê > 0) hatin normalîzekirin û log-veguherandin 22.74 da ku bigihîje vegotina têkildar a her şaneyek a asta her genê, ku ev jî rave dike. guherbariya ji nimûneyê berbi nimûneyê di dema rêzkirinê de.Rêjeyên weha rê dide analîzên berawirdî, dema ku daneyên pirbûna têkildar bikar tînin pirsgirêkên pêkhateyê kêm dike.Tenê nimûneyên bi> 5 ji genên nîşankerê 10 mOTU ji bo analîzkirina bêtir hatine hesibandin da ku destûr bidin ku beşek têra xwe ya genomê were tespît kirin.
Profîla transkriptoma normalkirî ya 'Ca.E. taraoceanii bi karanîna UMAP-ê bi kêmkirina dimensîyonê re hat rûxandin û nûneriya encam ji bo komkirina neserperiştkirî bi karanîna HDBSCAN (li jor binêre) hate bikar anîn da ku statûya derbirînê diyar bike.PERMANOVA girîngiya cûdahiyên di navbera komên naskirî de di cîhê dûrahiya orjînal (ne kêmkirî) de diceribîne.Daxuyaniya cihêreng a di navbera van şertan de li ser genomê hate ceribandin (li jor binêre) û 201 rêyên KEGG di 6 komên fonksiyonel de hatin nas kirin, bi navî: BGC, pergala veşartinê û genên flagelar ên ji TXSSCAN, enzîmên hilweşandinê (proteaz û peptîdaz), û nêçîrvan û ne- genên nêçîrê.nîşankerên îndeksa nêçîrê.Ji bo her nimûneyê, me ji bo her çînekê îfadeya normalîzekirî ya navîn hesap kir (bala xwe bidin ku îfadeya BGC bixwe wekî vegotina navîn a genên biosynthetîk ji bo wê BGC tê hesibandin) û ji bo girîngiya li seranserê dewletan ceribandin (testa Kruskal-Wallis ji bo FDR-ê hatî verast kirin).
Genên sentetîk ji GenScript û primerên PCR ji Microsynth hatin kirîn.Phusion polymerase ji Thermo Fisher Scientific ji bo zêdekirina DNA hate bikar anîn.Ji bo paqijkirina DNA'yê plasmîdên NucleoSpin, gêlê NucleoSpin û kîta paqijkirina PCR ji Macherey-Nagel hatin bikar anîn.Enzîmên sînordar û T4 DNA lîgaza ji New England Biolabs hatin kirîn.Kîmyewî ji bilî isopropyl-β-d-1-thiogalactopyranoside (IPTG) (Biosynth) û 1,4-dithiothreitol (DTT, AppliChem) ji Sigma-Aldrich hatin kirîn û bêyî paqijkirina bêtir bikar anîn.Antîbiyotîkên chloramphenicol (Cm), spectinomycin dihydrochloride (Sm), ampicillin (Amp), gentamicin (Gt), û carbenicillin (Cbn) ji AppliChem hatin kirîn.Parçeyên medyayê yên Bacto Tryptone û Bacto Yeast Extract ji BD Biosciences hatin kirîn.Trypsin ji bo rêzgirtinê ji Promega hate kirîn.
Rêzên genê ji BGC 75.1-a pêşbînîkirî ya dijî-SMASH-ê hatin derxistin.E. malaspinii (Agahiyên pêvek).
Genên embA (lokus, MALA_SAMN05422137_METAG-çarçoveya_127-gene_5), embM (lokus, MALA_SAMN05422137_METAG-framework_127-gene_4), û embAM (tevî pU-avakirinên navjenî) bêyî ku bi herêmên navgenê ve bi hev re hatine çêkirin û li herêmên navgenê ve girêdayî bûn7. ji bo îfadeyê di E heke.Gena embA di yekem cîhê klonkirina piralî (MCS1) ya pACYCDuet-1 (CmR) û pCDFDuet-1 (SmR) de bi cîhên perçebûnê yên BamHI û HindIII re hate binklon kirin.Genên embM û embMopt (kodon-optîmîzekirî) bi BamHI û HindIII re li MCS1 pCDFDuet-1 (SmR) hatin binklonkirin û li cîhê klonkirina pirjimar a duyemîn a pCDFDuet-1 (SmR) û pRSFDuet-1 (KanR) (MCS2) bi cih kirin. NdeI/ChoI.Kaseta embAM di pCDFDuet1 (SmR) de bi malperên perçebûnê yên BamHI û HindIII ve hate binklon kirin.Gena orf3/embI (lokus, MALA_SAMN05422137_METAG-scaffold_127-gene_3) bi dirêjkirina PCR-ya hevgirtî bi karanîna primerên EmbI_OE_F_NdeI û EmbI_OE_R_XhoI, bi NdeI ûD1get-ê bi kar anîne, bi NdeI/XhoI ve hatî çêkirin, hate çêkirin heman enzîmên sînorkirinê (Pêvek mêz).6).Vejandin û girêdana enzîma sînorkirî li gorî protokola çêker (New England Biolabs) hate kirin.