Genome content predicts the carbon catabolic preferences of heterotrophic bacteria

异养 生物 生态位 细菌 分解代谢 利基 碳循环 碳纤维 比较基因组学 基因 生态学 基因组 生物化学 新陈代谢 遗传学 基因组学 生态系统 栖息地 复合数 复合材料 材料科学
作者
Matti Gralka,Shaul Pollak,Otto X. Cordero
出处
期刊:Nature microbiology [Nature Portfolio]
卷期号:8 (10): 1799-1808 被引量:55
标识
DOI:10.1038/s41564-023-01458-z
摘要

Heterotrophic bacteria-bacteria that utilize organic carbon sources-are taxonomically and functionally diverse across environments. It is challenging to map metabolic interactions and niches within microbial communities due to the large number of metabolites that could serve as potential carbon and energy sources for heterotrophs. Whether their metabolic niches can be understood using general principles, such as a small number of simplified metabolic categories, is unclear. Here we perform high-throughput metabolic profiling of 186 marine heterotrophic bacterial strains cultured in media containing one of 135 carbon substrates to determine growth rates, lag times and yields. We show that, despite high variability at all levels of taxonomy, the catabolic niches of heterotrophic bacteria can be understood in terms of their preference for either glycolytic (sugars) or gluconeogenic (amino and organic acids) carbon sources. This preference is encoded by the total number of genes found in pathways that feed into the two modes of carbon utilization and can be predicted using a simple linear model based on gene counts. This allows for coarse-grained descriptions of microbial communities in terms of prevalent modes of carbon catabolism. The sugar-acid preference is also associated with genomic GC content and thus with the carbon-nitrogen requirements of their encoded proteome. Our work reveals how the evolution of bacterial genomes is structured by fundamental constraints rooted in metabolism.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
Ting完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
明儿发布了新的文献求助10
4秒前
赵懂发布了新的文献求助10
4秒前
mr发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
斤斤完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
一眼万年发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
周小鱼发布了新的文献求助10
11秒前
追寻的续完成签到 ,获得积分10
14秒前
99668发布了新的文献求助10
14秒前
清脆似狮关注了科研通微信公众号
16秒前
19秒前
19秒前
Nikola完成签到 ,获得积分10
19秒前
一眼万年完成签到,获得积分10
21秒前
自由的沛山完成签到,获得积分10
22秒前
25秒前
老八的嘴发布了新的文献求助10
26秒前
科研通AI5应助爱吃小朋友采纳,获得10
26秒前
26秒前
FFFFM发布了新的文献求助10
26秒前
99668发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
和路雪发布了新的文献求助10
30秒前
tang123完成签到,获得积分10
31秒前
33秒前
穆奕完成签到 ,获得积分10
34秒前
ChiHiRo9Q完成签到,获得积分10
35秒前
wangchong完成签到,获得积分10
36秒前
嘉心糖应助Gauss采纳,获得30
36秒前
36秒前
LDDDGR发布了新的文献求助10
37秒前
摆烂的实验室打工人完成签到,获得积分10
37秒前
高分求助中
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd edition 888
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 300
Essentials of Pharmacoeconomics: Health Economics and Outcomes Research 3rd Edition. by Karen Rascati 300
Peking Blues // Liao San 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3801432
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3347164
关于积分的说明 10332162
捐赠科研通 3063465
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1681720
邀请新用户注册赠送积分活动 807670
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 763852